Gli scienziati giapponesi hanno, per la prima volta, sviluppato un modo efficiente per produrre molecole organiche che finora sono state difficili da sintetizzare a causa della loro struttura ingombrante complessiva e dell'instabilità generale.

Progettando una sequenza attentamente pianificata di passaggi di sintesi, i ricercatori sono stati in grado di creare in modo efficiente molecole complesse che hanno diverse proprietà pratiche. Le potenziali applicazioni includono composti di strumenti per lo studio biomedico e per fungere da impalcature per la progettazione di agenti terapeutici con nuove forme per il design dei materiali, specificatamente nella creazione di coloranti e materiali elettronicamente attivi

I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Lettere organiche a marzo 2019.

Progettare molecole organiche complesse che possono essere utili in un'ampia gamma di applicazioni non è sempre semplice. Spesso, queste molecole sono complesse, il che significa che sono una combinazione di diverse strutture cicliche che sono tutte attaccate a un atomo. mentre bella, la loro sintesi è difficile per diversi motivi. Il loro ingombro li rende energeticamente sfavorevoli, o instabili, il che significa che sono difficili da sintetizzare.

D'altra parte, se sono eventualmente sintetizzati, non c'è abbastanza composto per essere utile per qualsiasi applicazione successiva. Un esempio di tali molecole complesse sono quelle che coinvolgono diverse strutture cicliche che sono attaccate agli atomi di carbonio-idrogeno al suo interno. I metodi precedenti si sono basati non solo su diversi stadi di reazione, ma hanno dato come risultato una resa del composto molto ridotta.

Ora, Keiji Mori, dottorato di ricerca, Professore Associato presso il Dipartimento di Chimica Applicata, Scuola di specializzazione in Ingegneria, Università di agricoltura e tecnologia di Tokyo, Japan e il suo team hanno escogitato un metodo semplice che supera le carenze delle precedenti sequenze di sintesi.

I ricercatori si sono concentrati sul legame carbonio-idrogeno nella loro fase iniziale e hanno proceduto con una serie di edizioni del legame che hanno coinvolto trasformazioni sequenziali della molecola. Dopo aver ottenuto le conformazioni cicliche desiderate, gli scienziati hanno introdotto qualche altro gruppo carbonio-idrogeno per ottenere una molecola definitiva con la conformazione energeticamente preferita. "È importante notare che anche l'idea più semplice può portare a un importante metodo sintetico. Lungo queste linee, sottili differenze nel substrato possono alterare drasticamente il meccanismo di reazione, "aggiunge Mori.

I ricercatori sperano che questa nuova sintesi fornisca l'accesso a una serie di molecole utili in futuro. "La sintesi di composti la cui struttura molecolare è composta da diversi tipi di strutture circolari è stata difficile da ottenere con metodi convenzionali. In quanto tale, l'obiettivo finale del progetto è la sintesi di vari composti spiro (o a forma di ritorto) che hanno una varietà di atomi diversi, " Aggiunge Mori. Queste nuove molecole potrebbero migliorare notevolmente sia le scienze mediche che quelle dei materiali.

Questo lavoro è stato parzialmente supportato da un Grant-in-Aid per la ricerca scientifica della Japan Society for the Promotion of Science, e grazie a sovvenzioni della Uehara Memorial Foundation e della Naito Foundation.