Wetenschappers van de RUDN University en de Ivan Franko National University of Lviv hebben een manier gevonden om aromatische ringen in organische verbindingen in drie fasen te produceren. Deze fasen verlopen achtereenvolgens in éénpanscondities en bij kamertemperatuur. Nu analogen van hormonen, steroïden, sommige suikers, terpenen en andere complexe organische stoffen kunnen sneller en onder zachtere omstandigheden worden gesynthetiseerd. Het artikel werd gepubliceerd in Tetrahedron Letters.

Steroïden zijn stoffen met een hoge biologische activiteit. Ze omvatten ontstekingsremmende geneesmiddelen (bijv. dexamethason), evenals sommige hormonen. Bovendien, steroïden worden gebruikt om vitamine D te produceren. Tussen 1927 en 1975 werden zeven Nobelprijzen toegekend voor het bestuderen van deze belangrijke stoffen. Het synthetiseren van steroïden is niet altijd gemakkelijk, omdat ze gebaseerd zijn op een meervoudig gesubstitueerd tetracyclisch systeem. Chemici van de RUDN University en hun Oekraïense collega's hebben een nieuwe manier gevonden om steroïden en andere stoffen te produceren die zesledige ringen bevatten.

"Het kenmerkende moment van het synthetische deel is een tandemcascade van reacties - de reacties verlopen achtereenvolgens in dezelfde kolf onder dezelfde reactieomstandigheden:acylering van het stikstofatoom van het uitgangs 3-thienylallylamine met maleïnezuuranhydride, de intramoleculaire Diels-Alder-reactie en daaropvolgende aromatisering van het cycloadditie-adduct, " zegt Fedor Zubkov, universitair docent van de afdeling Organische Chemie aan de RUDN Universiteit.

Dieensynthese (of de Diels-Alder-reactie) is een van de meest populaire reacties in de organische chemie. Het omvat de synchrone vorming van twee sigma-dubbele bindingen van een dubbele binding van dieenofiel en twee dubbele bindingen van dieen; het hoofdproduct is een zesledige ring met één dubbele binding. Voor deze reactie kregen Otto Diels en Kurt Alder in 1950 de Nobelprijs. Nog een Nobelprijswinnaar, Robert Woodward, werd geïnspireerd en bond zijn leven met chemie na het lezen over de reactie van Diels-Alder. Later, hij kwam er in zijn studie meermaals op terug. Vreemd genoeg, het was Robert Woodward die de Tetraëder letters logboek, die dit artikel publiceerden door Russische wetenschappers.

De intramoleculaire Diels-Alder-reactie loopt binnen één molecuul. Met deze reactie, complexe moleculen, waaronder zesledige ringen, kunnen in één stap worden gesynthetiseerd. Chemici kunnen de richting bepalen van hoe de reactie verloopt en de bindingen die daarbij betrokken zijn. Door de voorwaarden te regelen, ze kunnen precies de noodzakelijke isomeren verkrijgen - de stoffen met hetzelfde aantal atomen in het molecuul, maar met verschillende structuurformules. De wetenschappers ontdekten dat vinylthiofenen geschikt zijn voor deze taak.

"We kunnen zien dat er zesledige cycli worden gevormd - de structurele motieven die het vaakst worden gevonden in natuurlijke biologisch actieve verbindingen (alkaloïden, suikers, hormonen, steroïden, terpenen en andere). Als een regel, de interactie tussen dieen en diënofiel (de bestanddelen van dieensynthese) vereist geen strenge temperatuuromstandigheden of het gebruik van katalysatoren, en de gevormde producten zijn zeer zuiver en gemakkelijk te isoleren, ' merkt Fedor Zubkov op.

Eerder, volgens Fedor Zubkov, synthese van de vergelijkbare stoffen vereiste een temperatuur van 160 ° C om de gewenste zesledige ring te produceren. In de nieuwe studie dit proces duurt twee tot drie dagen bij kamertemperatuur. De reactie verloopt sneller in kokende benzeen (bij 80 ° C) - het duurt slechts twee uur. In dit geval, echter, het eindproduct is verontreinigd met onzuiverheden. Het proces verloopt in drie fasen en de opbrengst aan gewenste reactieproducten is 39 tot 91 procent, wat voldoende is om hormoonachtige medicijncomponenten en vele andere chemicaliën sneller te synthetiseren, handiger en efficiënter dan voorheen.