Al combinar técnicas de dos siglos en química orgánica, Syuzanna Harutyunyan puede producir compuestos orgánicos con mayor facilidad y precisión. Dichos compuestos son importantes para el descubrimiento y desarrollo de fármacos. El método de Harutyunyan se describe en un artículo que será publicado por eldiario ciencia el 22 de abril
Casi el 90 por ciento de los ingredientes farmacéuticos activos conocidos contienen uno o más 'anillos aromáticos heterocíclicos', estructuras que contienen átomos de al menos dos elementos diferentes. La mayoría de estos anillos contienen átomos de carbono y nitrógeno '. Conectar dos átomos de carbono es un paso crucialen la síntesis de moléculas que contienen heterociclo ', explica la profesora asociada de química orgánica sintética Syuzanna Harutyunyan de la Universidad de Groningen.
Pero los enlaces carbono-carbono son notoriamente difíciles de hacer. A menudo se requiere un paso intermedio, pero esto hace que el proceso sintético sea más largo y, por lo tanto, menos eficiente.
Además, muchas moléculas heterocíclicas farmacéuticamente relevantes son quirales, lo que significa que están presentes en dos versiones de imagen especular. Estas versiones a menudo exhiben diferentes actividades biológicas. "Por lo tanto, también necesitamos una forma de crear la versión quiral correcta", dice Harutyunyan.
En el artículo de Science, Harutyunyan y su equipo describen precisamente eso: la creación eficiente de enlaces carbono-carbono con una alta selectividad quiral para una amplia gama de moléculas heterocíclicas que contienen nitrógeno. Para este avance, Harutyunyan volvió a los métodos desde el principiosiglo XX. Los reactivos de Grignard, desarrollados originalmente por Victor Grignard, el primer galardonado con el Premio Nobel de Química en 1912, siguen siendo una herramienta importante en la creación de enlaces carbono-carbono.
"Pero los heterociclos no respondieron mucho al reactivo de Grignard, ya que son muy poco reactivos". Aquí es donde otro pionero en química orgánica y un contemporáneo de Grignard acudió al rescate: Gilbert N. Lewis, el fundador del"Teoría de los ácidos / bases de Lewis". En esta teoría, un ácido de Lewis es cualquier especie química que atrae pares de electrones libres. Al "alejar" electrones, el ácido de Lewis puede hacer que las moléculas sean más reactivas. Harutyunyan necesitaba un ácido de Lewis muy fuerte para activarselas moléculas heterocíclicas
El sentido común dice que no se puede combinar el reactivo de Grignard y el ácido de Lewis, ya que el reactivo de Grignard es una base que reaccionará con el ácido, dejándolos inútiles. Sin embargo, en trabajos anteriores, Harutyunyan había demostrado que esto no erael caso a bajas temperaturas. "He pasado mucho tiempo estudiando las propiedades de estos reactivos, y eso me inspiró a aplicarlos juntos a -78 grados Celsius." La combinación del reactivo de Grignard y el ácido de Lewis a baja temperatura activa un átomo de carbono adyacenteal anillo heterocíclico y produce enlaces carbono-carbono. Harutyunyan agregó un catalizador de cobre para proporcionar selectividad quiral.
Una temperatura de -78 grados Celsius es un poco baja para las compañías farmacéuticas, y los primeros experimentos en el laboratorio de Groningen utilizaron un solvente a base de éter. "Eso es demasiado inflamable para la industria", dice Harutyunyan. Las modificaciones al proceso resultaron enun proceso que funciona a -50 grados Celsius en el tolueno más amigable.
Las compañías farmacéuticas han expresado su interés en el proceso de Harutyunyan. "Para el descubrimiento y desarrollo de fármacos, es necesario hacer variantes de compuestos de plomo. Este proceso hace que sea mucho más fácil hacerlo". Mientras tanto, el equipo está estudiando exactamente cómo el ácido de Lewisy el reactivo de Grignard funciona. "Soy un poco mecanicista. Solo descubriendo exactamente cómo funcionan las cosas, puede mejorarlas". Harutyunyan espera elevar la temperatura de reacción a -40 grados o más.cómodo con ese tipo de temperatura, pero mi principal impulsor es que quiero entender el proceso, ya que sucede algo bastante especial ''.
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Materiales proporcionados por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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