Sintetizzare prodotti farmaceutici per il cancro, malattie virali, e altre condizioni mediche è un lavoro lento. Una trasformazione chimica particolarmente impegnativa è iniziare con ciò che è noto come un alchene inattivato, un comune elemento costitutivo molecolare, e finire con una diammina vicinale; cioè., installazione di due unità di azoto in doppi legami carbonio-carbonio. Il risultato è un'unità chimica presente nei farmaci per l'influenza e il cancro del colon-retto.

Comunemente, i ricercatori devono usare rari, metalli tossici e condizioni di reazione dure per completare questa trasformazione. L'utilizzo di un catalizzatore più sostenibile per la reazione potrebbe risolvere tali problemi. Ricerche precedenti hanno tentato di farlo, ma con un successo limitato.

In uno studio recentemente pubblicato su Giornale della Società Chimica Americana , ricercatori dell'Università di Osaka hanno sintetizzato diammine vicinali da alcheni non attivati, usando lo iodio come catalizzatore. Il protocollo sintetico, appropriato sia per anti- che syn-addizione, è realistico, utile, e rispettoso dell'ambiente.

"Abbiamo sintetizzato tutti i diastereomeri delle diammine vicinali mediante anti-addizione, aggiungendo due sostituenti ai lati opposti del doppio legame, "dice Satoshi Minakata, principale e autore senior. "In presenza di un catalizzatore di iodio molecolare, gli alcheni non attivati ​​hanno reagito con nosylamide e ipoclorito di sodio disponibili in commercio, per fornire i prodotti previsti in modo stereospecifico."

Le reazioni sono state complete entro 12 ore a soli 40°C per molti tipi di alcheni ciclici e terminali, come i derivati ​​dello stirene. Diaminare un alchene interno con un controllo preciso della forma tridimensionale dei prodotti di reazione finali, importante in molte molecole di farmaci, richiedeva solo piccoli aggiustamenti alla temperatura di reazione.

"L'aggiunta di syn, ovvero l'aggiunta di uno o più sostituenti agli stessi lati del doppio legame, ha richiesto un protocollo di reazione diverso ma ancora mite, "dice Hayato Miwa, secondo autore. "La portata del substrato alchenico per l'addizione sin era ampia:abbiamo persino fuso composti eteroaromatici attraverso il legame".

Una limitazione comune delle precedenti sintesi di diammine vicinali è l'ultimo passaggio:la rimozione dei gruppi protettivi, unità chimiche piuttosto inerti che mascherano la chimica di una o più unità chimiche nella molecola. I gruppi protettivi impediscono alle unità altrimenti reattive nella molecola di interferire con la reazione in corso. I ricercatori dell'Università di Osaka hanno scoperto che rimuovere i gruppi protettivi dalle ammine alla fine delle loro sintesi era semplice.

"I principali sottoprodotti del nostro protocollo sono cloruro di sodio e acqua, " afferma Minakata. "Stiamo facendo del nostro meglio per ridurre al minimo l'impatto ambientale di un'importante reazione chimica".

Utilizzando lo iodio molecolare come catalizzatore, invece di un metallo tossico o raro, Minakata e colleghi stanno promuovendo la sostenibilità delle sintesi farmaceutiche per le generazioni future. Il loro approccio aiuterà anche a ridurre al minimo le possibili interruzioni della catena di approvvigionamento chimica nel corso della pandemia in corso.