NUS-chemici hebben nieuwe reactieroutes ontdekt om middelgrote heterocyclische verbindingen te synthetiseren voor de ontwikkeling van therapeutische medicijnmoleculen.

Verbindingen die middelgrote (8 tot 12 leden tellende) ringen bevatten, worden niet vaak gebruikt bij de ontwikkeling van farmaceutische geneesmiddelen, ondanks hun belang in veel bioactieve natuurlijke producten. Dit hangt samen met het gebrek aan efficiënte methoden om deze verbindingen te maken met behulp van synthetische chemische middelen. Cycloadditie (het combineren van twee of meer moleculen om cyclische organische verbindingen te vormen) is een chemische techniek die gewoonlijk wordt gebruikt voor het construeren van verbindingen met ringstructuren uit gemakkelijk verkrijgbare bouwstenen. Er zijn gevestigde methoden voor de synthese van vijf-, zes- en meer recent zevenledige ringverbindingen met behulp van deze techniek. Echter, de synthese van heterocycli groter dan achtledige ringen blijft een uitdaging.

Een onderzoeksteam onder leiding van Prof Zhao Yu, van het departement scheikunde, NUS heeft een reeks door palladium gekatalyseerde reacties ontwikkeld die negen- en tienledige heterocycli kunnen vormen via [5 + 4] en [6 + 4] cycloaddities. Bij deze cycloadditiereacties één verbinding zorgt voor een eenheid van 4 atomen, terwijl de andere kruispartners ofwel een eenheid van 5 of 6 atomen leveren om de negen- of tienledige ringen te bereiden. Deze nieuwe reactieroutes maken gebruik van in de handel verkrijgbare uitgangsverbindingen en kunnen heterocycli produceren die van een enkel type stereo-isomeer zijn. Stereo-isomeren zijn chemische verbindingen die dezelfde molecuulformule en atoombindingsvolgorde hebben, maar verschillen in de oriëntatie van hun atomen in de driedimensionale ruimte.

Prof Zhao zei:"Deze structuren vertegenwoordigen nieuwe verbindingen met potentiële biologische activiteiten. Er zijn veel bioactieve natuurlijke producten die specifieke middelgrote ringen bezitten, maar hun synthese was erg moeilijk. We hebben nu gemakkelijk toegang tot dit soort verbindingen."

"We blijven de ontwikkeling van andere middelgrote ringgestructureerde verbindingen en de biologische screening van deze klassen van verbindingen onderzoeken als potentiële geneesmiddelen tegen kanker, " voegde prof Zhao toe.