I composti di organosulfur sono ampiamente presenti nei nostri corpi e nell'ambiente naturale. Si trovano nelle cipolle, scalogno e persino cavolfiore. La ricerca medica rileva che quando viene consumato, possono proteggere dal cancro, malattie cardiache e persino il diabete. Ci sono anche prove degli usi antivirali e antibatterici di questi composti. Circa un quarto di tutti i farmaci attualmente utilizza OSC.

Però, l'uso di atomi di zolfo nella produzione di farmaci è un'arma a doppio taglio. Lo zolfo è difficile da introdurre in una molecola perché gli strumenti chimici attualmente disponibili non consentono ai ricercatori di introdurre lo zolfo nelle molecole con alti livelli di precisione. Questa mancanza ha un impatto sulla capacità degli scienziati di produrre molecole che un giorno potranno diventare medicinali, così come l'eventuale efficacia di futuri farmaci che si basano su una particolare geometria di molecole di zolfo sintetiche. L'UTSA ha avviato una ricerca che mira a risolvere questo ostacolo per accelerare lo sviluppo di nuovi farmaci.

"Il nostro obiettivo finale è costruire un'ampia gamma di molecole sintetiche contenenti zolfo che diventino facilmente accessibili per la sintesi organica e le applicazioni di scoperta di farmaci, "dice il professore associato Oleg Larionov, ricercatore principale di questo progetto presso il Dipartimento di Chimica dell'UTSA. "Vogliamo contribuire al miglioramento dell'assistenza sanitaria umana attraverso sintesi più efficienti di sonde biologiche a piccole molecole e agenti terapeutici".

Lo zolfo è l'atomo più comune nei farmaci a piccole molecole dopo ossigeno e azoto, e un quarto dei farmaci a piccole molecole più prescritti sono composti di organosulfur. A livello di gruppo funzionale, più del 37% di tutti i farmaci organosulfur approvati dalla FDA contengono il gruppo sulfonile, sottolineando l'importanza di questo particolare gruppo nella progettazione di farmaci.

Ci sono sfide per gli attuali metodi sintetici che vengono utilizzati per produrre composti di organosulfur, Per esempio, i chimici spesso faticano a sintetizzare composti di organosulfur con una geometria strutturale specifica. Generalmente, sintesi esistenti risultano in miscele di prodotti di diversa chemio-, regio e stereo isomeri. Composti con chemio-, regio- e stereo-strutture sono fatte dagli stessi tipi e numeri di atomi, ma assemblati in modi diversi.

Il professor Larionov intende sviluppare metodi per migliorare i risultati della sintesi di questi prodotti contenenti zolfo con specifici agenti chemio, regio e stereoselettività. Il gruppo UTSA utilizzerà più di $ 1 milione di finanziamenti dal National Institutes of Health per migliorare lo sviluppo di questi agenti terapeutici.

I ricercatori dell'UTSA prevedono di utilizzare stati di ossidazione intermedi dei reagenti di organosulfur, in particolare solfati, per risolvere i limiti dell'industria dei metodi attuali, inclusa la mancanza di metodi efficienti per sintetizzare i solfinati direttamente da abbondanti precursori.

"Vogliamo semplificare gli approcci sintetici e risolvere problemi di vecchia data nella chimica farmaceutica, " afferma Larionov. "Il nostro lavoro e le nostre scoperte sono la base per la futura ricerca sulla chimica farmaceutica".

Il gruppo di ricerca di Larionov si concentra sulla sintesi di molecole complesse con un'attenzione particolare ai composti mirati al cancro. Si prevede che questa ricerca darà risultati in quattro anni. Capire come migliorare l'uso dello zolfo nello sviluppo di farmaci ha implicazioni anche al di là della medicina. Migliorare l'uso degli OSC può far progredire materiali funzionali come il fotovoltaico, elettronica organica, materiali di carbonio, nanotecnologia, cristalli liquidi, materiali magnetici, superfici e interfacce, e biomateriali.