Il chimico della RUDN University Erik Van der Eycken ha ideato un nuovo metodo per la sintesi di un ampio gruppo di composti organici polieterociclici complessi, che possono avere applicazioni per nuovi prodotti farmaceutici. Il ricercatore si è rivolto a una reazione in due fasi in cui ha utilizzato reagenti e catalizzatori organici convenienti ed economici a base di oro, che gli ha permesso di sintetizzare ben 28 nuove molecole. Questo approccio amplierà in modo significativo le librerie di sostanze biologicamente attive. L'opera è stata pubblicata in Chimica organica e biomolecolare .

La ricerca di nuovi farmaci di solito non inizia con i medici, ma con chimici di sintesi. Cercano di sviluppare le cosiddette biblioteche, un numero di sostanze organiche simili che possono potenzialmente esibire attività biologica. Non si tratta di sostanze "individuali", ma con le librerie è più facile isolare composti altamente efficaci che possono essere leggermente diversi dai loro analoghi meno efficaci, "vicini" in biblioteca.

"Diverse piccole librerie molecolari costituiscono una parte significativa nel processo di scoperta di farmaci. Negli ultimi decenni, lo sviluppo di screening ad alto rendimento ha consentito la valutazione biologica estremamente rapida di grandi raccolte di piccole molecole organiche. Però, prove crescenti ora suggeriscono che molte collezioni di composti esistenti sono inadeguate nella ricerca di nuove entità molecolari in grado di interagire con bersagli biologici complessi. Così, la generazione di diverse librerie molecolari è ancora molto richiesta, "dice Van der Eycken.

Ci sono difficoltà con la creazione di alcune di queste librerie, per esempio., per molecole policicliche con diversi eteroatomi:azoto, ossigeno, o zolfo. La maggior parte dei composti noti di questo gruppo mostra attività biologica. Per esempio, il gruppo comprende vincamine, un farmaco per stimolare la circolazione cerebrale nella demenza, o tsitsikammamin, un inibitore della topoisomerasi, noto per il suo effetto antimicrobico e antimalarico. Però, non esiste un metodo universale per ottenere questi composti, e per verificarne l'azione farmacologica, è necessario elaborare uno schema di sintesi particolare e spesso multistadio per ciascuno di essi.

Van der Eycken ha inventato un metodo che ottiene composti da questo gruppo utilizzando solo reagenti diffusi ed economici. Per realizzare questo, il chimico ha scelto la reazione multicomponente Ugi per la prima fase dello schema. Questa reazione combina quattro semplici molecole organiche in un'unica struttura. Ha aiutato Van der Eycken a ottenere una molecola policiclica aromatica con diversi eteroatomi di indolo, pirrolo, benzotiofene o furano.

La fase successiva dello schema proposto è stata la reazione di dearomatizzazione, questo è, la saturazione dei doppi legami nell'anello benzenico combinata con la spirociclizzazione, cioè., la formazione di strutture ad anello all'interno della molecola in cui un atomo di carbonio appartiene a più cicli contemporaneamente. Van der Eycken ha utilizzato per la prima volta questo stadio principale per tali composti.

È riuscito a selezionare il catalizzatore e la temperatura sotto la quale l'aromaticità è rotta nelle strutture eterocicliche aromatiche, e i siti dall'estremità opposta della molecola complessa sono attaccati a diversi atomi di carbonio. In totale, il chimico ha controllato 15 catalizzatori con composizione simile a base di cloruro d'oro, e uno di loro ha reso possibile una resa dal 53 al 98 percento, a seconda della struttura delle sostanze reagenti. La temperatura di sintesi ottimale era da 70 a 110 gradi, e il tempo di sintesi era da due a 30 ore.

Lo schema proposto è utilizzato al meglio per ottenere composti in cui gli anelli non contengono affatto gruppi laterali, o in cui tali gruppi hanno una struttura aromatica. Ma poiché il gruppo laterale acetile generalmente interrompe la reazione, può essere usato come elemento protettivo in un tale schema. In totale, il chimico ha sintetizzato 28 composti, ognuno dei quali ha la necessaria struttura policiclica, che amplia in modo significativo la libreria di candidati per farmaci e sostanze biologicamente attive.

"Il nostro protocollo di nuova concezione consente la rapida costruzione di librerie di composti polieterociclici simili a prodotti naturali complessi orientati alla diversità in un modo economico ad alto livello di atomi e fasi, che appare come uno strumento emergente per lo screening ad alto rendimento nella scoperta di farmaci/piombo. Le piccole librerie molecolari complesse generate saranno utilizzate per lo screening ad alto rendimento, " dice Erik Van der Eycken.