Si verificano in natura, sono reattivi e giocano un ruolo in molti processi biologici:i polieni. Non c'è da meravigliarsi se i chimici sono da tempo interessati a costruire in modo efficiente questi composti, anche per poterli utilizzare per future applicazioni biomediche. Però, tali progetti non sono attualmente né semplici né economici e presentano ai chimici organici grandi sfide. Scienziati dell'Università di Münster (Germania) guidati dal Prof. Ryan Gilmour hanno ora trovato una soluzione bio-ispirata al problema:sono riusciti a costruire polieni complessi come l'acido retinoico da semplici, elementi costitutivi di alcheni geometricamente ben definiti. Per fare questo, gli scienziati usavano piccole molecole come "antenne" che eccitavano con la luce, consentendo così a reazioni chimiche difficili di procedere tramite un processo noto come "catalisi a trasferimento di energia".

"Il processo ci fornisce una luce guidata, soluzione operativamente semplice a un enigma che ci ha occupato per molto tempo, " dice il dottor John J. Molloy, il primo autore dello studio. La nuova possibilità di formare polieni complessi potrebbe facilitare l'esplorazione di questi materiali bioattivi per la scoperta di farmaci. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Scienza .

Contesto e metodo:

Gli alcheni utilizzati dagli scienziati sono unità strutturali che possono esistere in due forme geometriche non equivalenti. Questi cosiddetti stereoisomeri, ad es. composti in cui il modello di legame è lo stesso ma che differiscono nella disposizione spaziale degli atomi, sono una preziosa fonte di informazioni chimiche in biologia e sono caratteristiche strutturali comuni in molecole complesse più grandi come la retina, un derivato della vitamina A. Sebbene, la geometria degli alcheni gioca un ruolo fondamentale nella funzione, per esempio. regolazione del ciclo visivo dei mammiferi, le strategie per accedere a blocchi di costruzione di alcheni geometricamente definiti per la sintesi iterativa sono notevolmente sottosviluppate. Sebbene esistano molti metodi per accedere a ciascun isomero in modo indipendente, sono spesso afflitti da scarsa selettività o richiedono laboriose campagne di sintesi indipendenti.

Proprio come le piante convertono la luce in energia, i ricercatori hanno sfruttato piccoli, molecole organiche poco costose sotto irraggiamento per "capovolgere" i comuni blocchi di costruzione di alcheni nella forma più impegnativa. Questo processo è chiamato "catalisi del trasferimento di energia".

Poiché questi materiali sono funzionalizzati in entrambi i siti, potrebbero essere estesi iterativamente per costruire polieni bioattivi complessi come l'acido retinoico, che può esistere in molteplici forme in virtù dello stereoisomeria degli alcheni. Il team di Münster ha dimostrato in breve la potenza del suo metodo, sintesi stereocontrollate di due farmaci a base di acido retinoico Isotretinoina e Alitretinoina.

Il nuovo metodo combina l'importanza della chimica del carbonile nella biosintesi con la versatilità dei motivi organoboro nella chimica organica contemporanea. "Questo articolo è dedicato al Prof. Duilio Arigoni, che è recentemente scomparso. È stato un pioniere della chimica bio-organica con cui ho avuto il piacere di lavorare a Zurigo anni fa e ha spesso sottolineato l'urgenza di questo problema. Questa soluzione innovativa è testimonianza del duro lavoro, innovazione una dedizione di un gruppo di grande talento di collaboratori altamente motivati, "dice Ryan Gilmour.