I ricercatori del gruppo di chimica a flusso dell'Istituto di scienze molecolari Van 't Hoff dell'Università di Amsterdam hanno sviluppato una piattaforma chimica a flusso modulare per un'esecuzione sicura ed efficiente della chimica dei clic SuFEx (Sulfur(VI) Fluoride Exchange).
In un articolo appena pubblicato su Nature Synthesis , descrivono come la loro piattaforma genera il reagente gassoso tossico fluoruro di solforile in modo sicuro e controllato e come facilita la successiva funzionalizzazione rapida e selettiva di piccole molecole, peptidi e proteine per scopi terapeutici.
La chimica dei clic, oggetto del Premio Nobel per la Chimica 2022, è un metodo potente ed efficiente per collegare rapidamente frammenti chimici. Un tipo popolare e altamente versatile di chimica dei clic coinvolge la cosiddetta reazione SuFEx (scambio di fluoruro di zolfo (VI)). Il risultato è la formazione di legami covalenti in condizioni blande e può semplificare notevolmente la sintesi di piccole molecole, peptidi e proteine terapeuticamente rilevanti.
La chimica SuFEx prevede l'aggiunta di un -SO2 porzione molecolare F, dopo la quale l'atomo F può essere facilmente sostituito con una serie di gruppi molecolari funzionali di valore terapeutico. Un reagente ovvio per introdurre -SO2 La porzione F è il componente gassoso fluoruro di solforile SO2 F2 , ma poiché questo è leggermente tossico richiede elaborate procedure sintetiche per evitarne l'uso diretto. Nella loro Sintesi della Natura articolo, i chimici di Amsterdam presentano ora un sistema modulare che utilizza la tecnologia microfluidica che rende la procedura SuFEx complessiva semplice, sicura e facilmente scalabile.
Il sistema è costituito da due reattori a flusso interconnessi. Il primo genera fluoruro di solforile in modo controllato e dosato da prodotti chimici di base a basso costo cloruro di solforile (SO2 Classe2 ) e fluoruro di potassio (KF). Nel secondo reattore, il fluoruro di solforile gassoso generato viene miscelato con altri reagenti, ottenendo infine il prodotto SuFEx desiderato. Facendo reagire immediatamente il fluoruro di solforile, il sistema modulare elimina efficacemente la sicurezza e le preoccupazioni pratiche del reagente tossico.
Esplorando le prestazioni del loro sistema, i ricercatori sono stati in grado di ottenere una gamma diversificata di prodotti SuFEx con rendimenti eccellenti in soli due minuti di permanenza. Attribuiscono questo breve tempo di residenza allo stretto contatto tra il gas e la fase liquida in un sistema di flusso.
I ricercatori riferiscono che un’ampia varietà di prodotti naturali, farmaci e traccianti fluorescenti potrebbero reagire con successo utilizzando la nuova piattaforma. Menzionano in particolare che ora è possibile utilizzare il fluoruro di solforile come reagente vitale per l'installazione di -SO2 F gestisce una varietà di funzionalità fenoliche e amminiche. Si aspettano che la loro piattaforma faciliti la generazione di grandi librerie di composti SuFEx con il minimo sforzo e tempo.
Sfruttando la natura modulare del loro approccio, i ricercatori hanno sviluppato un sistema a più fasi per eseguire una chimica dei clic completamente basata su SuFEx. Hanno dimostrato un'eccellente tolleranza e selettività dei gruppi funzionali per una serie di piccole molecole, peptidi e proteine rilevanti dal punto di vista terapeutico. In molti casi, il loro sistema ha sovraperformato le procedure sperimentali "tradizionali" riportate in letteratura. Per quanto riguarda la modificazione diretta delle proteine, si è rivelato uno dei metodi più veloci finora descritti.
Nel complesso, considerano il loro nuovo sistema di flusso modulare uno strumento inestimabile, che facilita reazioni SuFEx straordinariamente rapide e ad alto rendimento tra fluoruro di solforile e una vasta gamma di substrati strutturalmente diversi.
Ulteriori informazioni: Miguel Bernús et al, Una piattaforma di flusso modulare per la legatura a scambio di fluoruro di zolfo (VI) di piccole molecole, peptidi e proteine, Nature Synthesis (2023). DOI:10.1038/s44160-023-00441-0
Informazioni sul giornale: Sintesi della natura
Fornito dall'Università di Amsterdam
