Gli scienziati della Rice University hanno dato una spinta ai chimici organici con la loro ultima scoperta di un metodo in un solo passaggio per aggiungere azoto ai composti per i farmaci, pesticidi, fertilizzanti e altri prodotti.

Il chimico organico sintetico del riso László Kürti ha affermato che il metodo, riportato in Giornale della Società Chimica Americana , è un importante passo avanti in quanto accelera e aumenta la resa di preziose molecole note come alfa-amminochetoni.

I chetoni sono composti a base di carbonio presenti in natura e importanti materie prime per l'industria chimica. Il gruppo amminico primario (NH2) è un gruppo funzionale presente in molti importanti prodotti chimici. Contiene un atomo di azoto e due atomi di idrogeno. Quando un chetone è funzionalizzato con un gruppo amminico primario al carbonio alfa, forma un composto chiamato alfa-amminochetone primario.

"È un buon precursore, perché non c'è alcuna funzionalizzazione aggiuntiva, come un gruppo acilico, sull'NH2 e può quindi essere convertito in quello che vuoi, " disse Kurti, un professore associato di chimica. "In precedenza, questo era il problema:le persone ci mettevano azoto con funzionalità extra, ma l'ulteriore elaborazione necessaria per ottenere un NH2 libero è stata complicata."

Il ricercatore post-dottorato Zhe Zhou ha scoperto la reazione quando ha mescolato un silil enol etere e una fonte di azoto in un comune solvente, esafluoroisopropanolo, a temperatura ambiente e ha scoperto che imitava l'ossidazione di Rubottom, una tecnica consolidata per ossidare eteri enolici.

"L'ossigeno viene regolarmente messo in posizione alfa, " disse Kurti. "Ma l'azoto, no. Siamo i primi a dimostrare che ciò è possibile in un gran numero di substrati, ed è semplice. Si scopre che il solvente stesso catalizza la reazione".

Zhou e il coautore e ricercatore postdottorato Qing-Qing Cheng hanno perfezionato il metodo e successivamente lo hanno testato producendo 19 aminochetoni, inclusi tre precursori di amminoacidi sintetici. "Questi amminoacidi innaturali sono significativi per la progettazione di farmaci, "Kürti ha detto. "I processi enzimatici negli organismi viventi non li attaccheranno, perché non entrano nelle tasche degli enzimi".

"Prima che avessimo questo processo, non era impossibile realizzare questo tipo di strutture, " Zhou ha detto. "E 'stato solo molto complicato e ha preso molti passi. L'obiettivo. il gol, in genere, è ottenerli con il metodo più diretto possibile."

I precedenti processi sintetici del laboratorio Kürti hanno eliminato la necessità di catalizzatori a base di metalli di transizione nella produzione di ammine al fine di semplificare il solito e spesso inefficiente approccio per tentativi ed errori coinvolto nella produzione di nuovi composti chimici come i farmaci. Anche i catalizzatori a base di metalli che accelerano l'amminazione, ovvero l'introduzione di gruppi amminici in una molecola organica, possono contaminare il prodotto, quindi anche il nuovo processo li evita.

"Il nostro metodo di amminazione promette di sostituire un comune processo in tre fasi per produrre alfa-amminochetoni, e il rendimento, comparabile, è molto buona, " Zhou ha detto. "Nel processo standard, ogni passo riduce la resa, quindi il processo in un solo passaggio è ancora superiore anche se i rendimenti sono identici, perché ci vuole meno tempo e c'è meno rischio che qualcosa vada storto.

"L'ultima cosa che vuoi è fare otto passi dall'inizio e poi rovinarlo al nono perché le condizioni non sono abbastanza selettive, " ha detto. "Il taglio dei passaggi è sempre vantaggioso nella sintesi organica".

Kürti è stato felice di vedere i suoi account sui social media illuminarsi con le congratulazioni di colleghi e conoscenti industriali dopo la pubblicazione del documento.

"C'è una nuova tendenza verso la funzionalizzazione in fase avanzata, dove le aziende con una libreria esistente di composti possono prenderne 100 ed eseguire un passaggio aggiuntivo per creare 100 nuovi composti, " ha detto. "Quindi, dal punto di vista della proprietà intellettuale, la nostra scoperta è un grande dono per l'industria. Questo è davvero un gioiello di scoperta."