Un gruppo di ricerca, affiliato con l'Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) della Corea del Sud ha svelato un nuovo metodo ecologico ed economico per sintetizzare l'indolopirano, un tipo di composto ad anello di azoto, contenuto in circa il 60% dei farmaci recentemente approvati dalla FDA.

Oltre alla ricerca di nuovi composti biologicamente attivi per la scoperta di nuovi farmaci, è ancora più importante sviluppare un nuovo, semplice metodo sintetico per produrli. Uno studio recente, affiliato con l'UNIST ha segnalato un nuovo metodo sintetico ecologico ea basso costo per composti chimici che hanno potenziale come prodotti farmaceutici.

Nello studio, Il professor Cheol-Min Park e il suo gruppo di ricerca nel Dipartimento di Ingegneria Biomedica dell'UNIST hanno segnalato un nuovo metodo sintetico per produrre indolopirano, un tipo di composto ad anello di azoto, con l'uso di elettricità pulita. Il nuovo metodo sintetico promette di essere più sicuro, più economico e più rispettoso dell'ambiente rispetto a quelli tradizionali.

I composti ad anello di azoto sono contenuti in circa il 60% dei farmaci recentemente approvati dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense. Questi composti sono costituiti da una serie di atomi di carbonio che sono collegati tra loro per formare un anello completo con un atomo di azoto inserito tra di loro. L'aggiunta di gruppi funzionali a questi composti consente la sintesi di nuovi farmaci scoperti. La difficoltà di tale sintesi dipende dalla forma dell'anello e dal tipo di gruppi funzionali. Indolopirano, che ha attirato l'attenzione di molti ricercatori per i suoi effetti antitumorali e antinfiammatori, è stato finora abbastanza difficile da sintetizzare Al momento non esiste un metodo migliore per sintetizzarlo, poiché la sintesi dell'indolopirano richiede una base e un catalizzatore metallico, e si verifica solo ad alte temperature.

Il team ha sintetizzato con successo l'indolopirano accoppiando gli indoli con i composti di metilene attivi (AMC) attraverso la reazione che si verifica all'anodo o al catodo di un elettrodo. Questo metodo di sintesi utilizzava l'ossigeno nell'atmosfera, come pre-base a temperatura ambiente, e ioduro come catalizzatore al posto dei metalli. Oltretutto, attraverso l'uso della modalità a tensione costante per mantenere una tensione costante, ha risolto il problema del danno del gruppo funzionale, causato da un alto voltaggio.

"A differenza del metodo di sintesi convenzionale, che utilizza principalmente un solo polo, siamo stati in grado di sintetizzare con successo la complessa struttura dell'indolopirano, usando entrambe le reazioni per catodi e anodi, " dice Subin Choi (MS/Ph.D. combinato nel Dipartimento di Scienze Naturali, UNISTA), il primo autore dello studio.

Sono stati inoltre eseguiti calcoli della teoria del funzionale della densità (DFT) per ottenere una comprensione approfondita del meccanismo di reazione, così come i principi di formazione di indolopyran. I loro risultati suggeriscono che lo iodio e l'ossigeno vengono ossidati o ridotti agli elettrodi (catodo e anodo) per generare radicali di iodio e radicali superossido. E questo porta alla formazione di superossido come base.

Sulla base della scoperta, il team di ricerca ha applicato lo stesso metodo per sintetizzare gli scaffold del diidrofurano. Attraverso l'uso di enammina come materiale di partenza, invece di indoli, hanno sintetizzato con successo diidrofuranti, in cui l'ossigeno è inglobato negli anelli pentagonali di carbonio formati.

"Il nuovo metodo promette di essere più sicuro, più economico e più rispettoso dell'ambiente rispetto ai metodi di sintesi esistenti, " dice il professor Park. "Con questo, sarà possibile sviluppare un processo per produrre sostanze bioattive in grandi quantità."