verschillende medicijnen, inclusief die voor depressie, schizofrenie, en malaria, zou niet bestaan ​​zonder een soort organische chemische verbinding die alicyclische verbindingen wordt genoemd. Deze verbindingen zijn 3D-structuren die worden gevormd wanneer drie of meer koolstofatomen zich via covalente bindingen in een ring voegen, maar de ring is niet aromatisch.

Aromatische verbindingen (of arenen) zijn een andere klasse van organische verbindingen die 2-D-structuren zijn met reactieve eigenschappen die verschillen van die van alicyclische verbindingen. Een bekend voorbeeld is benzeen, de zes-koolstofring die afwisselend enkele en dubbele bindingen tussen de koolstofatomen omvat.

Door arenes te dearomatiseren, men kan alicyclische verbindingen krijgen. In feite, deze dearomatisering is een van de krachtigste manieren om alicyclische verbindingen te verkrijgen. Maar enkele van de meest overvloedig beschikbare arenes, zoals benzeen en naftaleen, zijn zeer stabiel, en het opbreken ervan om alicyclische verbindingen te construeren was een uitdaging. Met bestaande methoden, vaak leveren grote hoeveelheden reactanten zeer weinig product op.

"De zeer efficiënte omzetting van gemakkelijk en commercieel verkrijgbare arenen in alicyclische verbindingen met een hoge toegevoegde waarde zou het onderzoek naar geneesmiddelenontdekking met grote sprongen kunnen versnellen, " zeggen assistent-professor Kei Muto en professor Junichiro Yamaguchi van Waseda University, Japan, die leidde tot de ontdekking van een nieuwe efficiënte methode. Hun studie is gepubliceerd in de Royal Society of Chemistry's Chemische Wetenschappen .

Bij de nieuwe methode bromoarenen reageren met twee andere klassen van organische verbindingen, diazoverbindingen en malonaten, in aanwezigheid van een palladiumkatalysator (verbinding die een chemische reactie mogelijk maakt), onder optimale omstandigheden van concentratie, temperatuur, en tijd (experimenteel vastgesteld in het onderzoek). Vervolgens, goede hoeveelheden van de overeenkomstige alicyclische verbindingen worden geproduceerd.

"Het bijzondere aan deze methode is dat een reeks bromoarenen, inclusief benzenoïden, azines, en heterolen, kunnen worden omgezet in hun alicyclische tegenhangers, " Zegt Muto. Hij spreekt ook over de belangrijkste delen van een alicyclische molecule die het complexiteit en bruikbaarheid geven - de functionele groepen die aan de cyclische koolstofatomen zijn bevestigd. Hij zegt:"De verkregen verbindingen hebben functionele groepen op twee punten in de cyclische keten, en deze kunnen gemakkelijk worden gediversifieerd door verdere reacties om een ​​verscheidenheid aan zeer gefunctionaliseerde 3D-moleculen op te leveren."

Het gebruik van malonaten als reactant is wat deze multi-functionalisatie mogelijk maakt, deze nieuwe methode onderscheiden van bestaande methoden, die vaak zeer specifiek zijn in termen van de mogelijke producten. Omdat bekend is dat malonaten voornamelijk reageren met palladium-benzylcomplexen, het gebruik van een op palladium gebaseerde katalysator werd de sleutel tot het succes van deze methode. De palladiumkatalysator leidde tot de vorming van een benzyl-palladiumtussenproduct dat vervolgens kon reageren met malonaten, het produceren van de uiteindelijke multifunctionele alicyclische producten.

Dus, het ontwerpen van een geschikt katalyseproces was essentieel voor de ontwikkeling van de aromatische-naar-alicyclische transformatietechniek. "Volgende, we willen graag nieuwe katalysatoren ontwerpen om deze reactie algemener te maken; dat is, compatibel met een breder scala aan arenes, ' zegt Yamaguchi.

Met hun toekomstplannen klaar, Muto en Yamaguchi hebben vertrouwen in het goede dat het werk van hun team in de wereld kan doen:"We geloven dat deze organische reactie zal helpen bij het onderzoek naar geneesmiddelenontdekking om eindelijk te 'ontsnappen uit het vlakke land' van de eenvoudigere en 2-D aromatische verbindingen, bij wijze van spreken, waardoor de medicinale chemie aanzienlijk wordt bevorderd."