Dopo aver contribuito allo sviluppo di un nuovo approccio per la sintesi organica, la funzionalizzazione carbonio-idrogeno, gli scienziati della Emory University stanno ora mostrando come questo approccio può essere applicato alla scoperta di farmaci. Catalisi della natura hanno pubblicato il loro lavoro più recente, un processo semplificato per realizzare un'impalcatura tridimensionale di grande interesse per l'industria farmaceutica.

"I nostri strumenti aprono un nuovo spazio chimico per potenziali bersagli farmacologici, "dice Huw Davies, Emory professore di chimica organica e autore senior del documento.

Davies è il direttore fondatore del Center for Selective CH Functionalization della National Science Foundation, un consorzio con sede a Emory e che comprende 15 importanti università di ricerca di tutto il paese, nonché partner industriali.

Tradizionalmente, la chimica organica si è concentrata sulla divisione tra legami molecolari reattivi e legami inerti tra carbonio-carbonio (C-C) e carbonio-idrogeno (C-H). I legami inerti forniscono un forte, impalcatura stabile per l'esecuzione di sintesi chimiche con i gruppi reattivi. La funzionalizzazione C-H capovolge questo modello, facendo diventare i legami C-H i siti reattivi.

L'obiettivo è trasformare in modo efficiente semplici, molecole abbondanti in molto più complesse, molecole a valore aggiunto. La funzionalizzazione dei legami CH apre nuove vie chimiche per la sintesi della chimica fine, vie più dirette, meno costosi e generano meno rifiuti chimici.

Il laboratorio di Davies ha pubblicato una serie di importanti articoli sui catalizzatori al dirodio che funzionalizzano selettivamente i legami CH in modo semplificato.

L'attuale documento dimostra la potenza di un catalizzatore al dirodio per sintetizzare in modo efficiente un bioisostero di un anello benzenico. Un anello benzenico è una molecola bidimensionale (2-D) e un motivo comune nei candidati farmaci. Il bioisostere ha proprietà biologiche simili ad un anello benzenico. È un'entità chimica diversa, però, con una struttura 3D, che apre un nuovo territorio chimico per la scoperta di farmaci.

I precedenti tentativi di sfruttare questo bioisostero per la ricerca biomedica sono stati ostacolati dalla natura delicata della struttura e dai modi limitati per realizzarli. "La chimica tradizionale è troppo dura e fa frammentare il sistema, " Spiega Davies. "Il nostro metodo ci consente di ottenere facilmente una reazione su un legame C-H di questo bioisostere in un modo che non distrugga l'impalcatura. Possiamo fare chimica che nessun altro può fare e generarne di nuove, e più elaborato, derivati ​​contenenti questo promettente bioisostere."

Il documento serve come prova di principio che i bioisosteri possono fungere da elementi costitutivi fondamentali per generare una gamma ampliata di entità chimiche. "È come avere una nuova forma Lego nel tuo kit, " Dice Davies. "Più forme Lego hai, più strutture nuove e diverse riuscirai a costruire."