Un team dell'Università di Münster ha introdotto una strategia per convertire le coppie di atomi di carbonio-azoto in un composto a forma di anello di uso frequente in coppie di atomi di carbonio-carbonio. Il metodo ha del potenziale, ad esempio, nella ricerca di principi attivi per nuovi farmaci. I risultati sono pubblicati in Nature Chemistry .
Nel campo della chimica, il cosiddetto skeletal editing è visto come un metodo adatto per modificare strutture a forma di anello proprio scambiando i singoli atomi. Un team di ricercatori guidati dal Prof. Armido Studer dell'Istituto di Chimica Organica dell'Università di Münster ha ora introdotto una nuova strategia per convertire le coppie di atomi di carbonio-azoto in piridine, un composto a forma di anello spesso utilizzato come elemento costitutivo della sintesi. in coppie di atomi di carbonio-carbonio. Il metodo ha un potenziale nella ricerca di nuovi farmaci e materiali che spesso sono basati su tali anelli molecolari.
Mentre la struttura dell’anello rimane intatta nella cosiddetta funzionalizzazione periferica degli anelli – che comporta ad esempio l’attacco di gruppi di atomi – l’editing scheletrico richiede la scissione di legami robusti tra atomi di carbonio o tra un atomo di carbonio e un altro atomo all’interno dell’anello.
"Nella sintesi organica", dice Studer, "questo è considerato particolarmente impegnativo:possiamo immaginarlo come una sorta di procedura chirurgica". Fino ad ora non era nota alcuna strategia di sintesi che potesse essere utilizzata per scambiare piridine complesse mediante editing scheletrico.
In questo nuovo approccio, il team ha prodotto benzeni e naftaleni con gruppi funzionali legati proprio a posizioni specifiche. I gruppi funzionali sono gruppi di atomi che svolgono un ruolo decisivo nelle proprietà di un composto.
"Le piridine che abbiamo utilizzato sono intrinsecamente inerti, il che rende difficile modificarle", spiega il dottor Qiang Cheng post-doc. "Per prima cosa abbiamo dovuto modificare la loro specifica struttura di legame, effettuando la cosiddetta dearomatizzazione, per ottenere intermedi significativamente più reattivi. I successivi processi di cicloaddizione e riaromatizzazione portano infine alla formazione dei composti modificati nello scheletro."
Debkanta Bhattacharya, un dottorato di ricerca. studente del team di Studer, aggiunge:"Ora, utilizzando la cosiddetta procedura one-pot, possiamo introdurre gruppi funzionali sinteticamente preziosi e clinicamente significativi in posizioni specifiche sugli anelli."
I chimici parlano di reazione one-pot per descrivere una sintesi in cui i reagenti necessari reagiscono tra loro in un unico recipiente. Il meccanismo della sequenza di reazione è stato analizzato teoricamente dal Dr. Christian Mück-Lichtenfeld dell'Istituto di Chimica Organica.
Ulteriori informazioni: Qiang Cheng et al, Modifica scheletrica delle piridine tramite scambio di coppie di atomi da CN a CC, Chimica della natura (2024). DOI:10.1038/s41557-023-01428-2
Informazioni sul giornale: Chimica della Natura
Fornito dall'Università di Münster
