Produzione di aziridine con resa elevata e purezza elevata utilizzando un nuovo catalizzatore. Scienziati giapponesi hanno recentemente proposto un possibile stato di transizione per la reazione tra aziridine e ossazoloni in presenza di un catalizzatore alcaloide sulfonamide della china, producendo composti aziridina-ossazolone desiderabili con alte rese e enantioselettività o purezza. Credito:Shuichi Nakamura di NITech
A meno che tu non abbia studiato chimica al college, è improbabile che tu abbia trovato il nome aziridina. Un composto organico con la formula molecolare, C 2 h 4 NH, le aziridine sono ben note tra i chimici medicinali, che utilizzano il composto per preparare farmaci come la Mitomicina C, un agente chemioterapico noto per la sua attività antitumorale. Nello specifico, le aziridine sono ciò che i chimici chiamano enantiomeri, molecole che sono immagini speculari l'una dell'altra e non possono essere sovrapposte l'una all'altra. Una particolarità degli enantiomeri è che l'attività biologica di uno è diversa dalla sua immagine speculare e solo uno di essi è desiderabile per la produzione di farmaci. chimici, perciò, optare regolarmente per tecniche di sintesi asimmetriche o enantioselettive che producono l'enantiomero desiderato in quantità maggiori.
Una di queste tecniche che ha recentemente attirato l'attenzione dal punto di vista della sintesi farmaceutica prevede l'uso di ossazoloni, composti chimici con la formula molecolare C 3 h 3 NO 2 — preparare aziridine. "Gli ossazoloni sono ben noti per la loro versatilità nel fornire composti biologicamente attivi, " spiega il professor Shuichi Nakamura del Nagoya Institute of Technology (NITech), Giappone, che studia le reazioni asimmetriche, "Però, le reazioni enantioselettive delle 2H-azirine con gli ossazoloni non sono state molto fruttuose, nonostante sia pubblicizzato come uno dei metodi più efficienti per sintetizzare aziridine."
In un nuovo studio recentemente pubblicato su Lettere organiche , Il Prof. Nakamura insieme ai suoi colleghi di NITech e dell'Università di Osaka, Giappone, esplorato questo problema e, in una svolta significativa, è riuscito ad ottenere composti di aziridina-ossazolone con rese elevate (99%) nonché elevata enantioselettività o purezza (98%). Inoltre, il team ha utilizzato un catalizzatore originale sviluppato per catalizzare le reazioni studiate.
Il team ha iniziato riscaldando gli α-azideacrilati a 150°C in un solvente organico tetraidrofurano (THF) per preparare 2H-azirine e poi li ha fatti reagire con ossazoloni in presenza di vari organocatalizzatori per produrre diversi composti di aziridina-ossazolone. In particolare, il team ha esaminato l'effetto del catalizzatore cinconina e di vari gruppi eteroarenecarbonile ed eteroarenesolfonile in organocatalizzatori derivati da alcaloidi della china e ha scoperto che le reazioni che utilizzano catalizzatori con un gruppo 2-piridinesolfonile o un gruppo 8-chinolinesolfonile danno sia un'elevata resa (81-99% ) così come elevata enantiopurità (93-98%). Inoltre, scienziati hanno osservato che la reazione tra un 2H-azirina contenente un gruppo estere etilico e un ossazolone con un 3, Anche il gruppo 5-dimetossifenile in presenza del catalizzatore con il gruppo 8-chinolinesolfonile dava rese elevate (98-99%) ed enantiopurità (97-98%).
Il team è poi passato all'esplorazione della reazione tra 2H-azirina con il gruppo estere etilico e una più ampia varietà di ossazoloni in presenza del catalizzatore con il gruppo 8-chinolinesulfonile. In tutte le reazioni hanno osservato rese elevate (77-99%) ed enantiopurità (94-99%) tranne una per il caso di un ossazolone contenente un gruppo benzilico e il catalizzatore con gruppo 2-piridilsolfonile che ha prodotto solo una resa moderata ( 61%) e purezza (86%). Inoltre, sono stati in grado di convertire le aziridine ottenute in vari altri enantiomeri senza alcuna perdita di purezza.
Finalmente, il team ha proposto un meccanismo catalitico e uno stato di transizione per la reazione delle 2H-azirine con ossazoloni in cui il catalizzatore attiva sia l'ossazolone che la 2H-azirina, che poi reagiscono per dare un prodotto di addizione che, a sua volta, si ottiene l'aziridina con rigenerazione del catalizzatore.
Mentre il meccanismo dettagliato deve ancora essere chiarito, gli scienziati sono entusiasti delle loro scoperte e attendono con impazienza l'applicazione del metodo in medicina e farmacologia. "Ha il potenziale per fornire alle persone nuovi farmaci e creare nuovi farmaci, nonché farmaci candidati che sono attualmente difficili da sintetizzare. Inoltre, il catalizzatore utilizzato in questo studio può essere utilizzato per molte altre reazioni sintetiche stereoselettive, " osserva un ottimista Prof. Nakamura.
Alcune affascinanti conseguenze da contemplare di sicuro!
