Een groep scheikundigen van de RUDN University stelde een nieuwe veilige benadering voor voor de synthese van pyrrolen, stoffen die worden gebruikt bij de productie van biologisch actieve verbindingen, van eenvoudige en betaalbare grondstoffen. De nieuwe methode zou de kosten van eindproducten (inclusief sommige geneesmiddelen) honderden keren verlagen. Het artikel is gepubliceerd in de European Journal of Organic Chemistry .

Pyrrool en zijn derivaten spelen een belangrijke rol bij de synthese van biologisch actieve stoffen. Tientallen medicijnen zijn gebaseerd op pyrrool, inclusief het antitumormiddel Sunitinib; BM212, die de groei van tuberkelbacil onderdrukt, en Toradol, die wordt gebruikt als ontstekingsremmer en pijnstiller. Pyrroolderivaten worden ook gebruikt om borondipyrrometheen (BODIPY) te produceren die deel uitmaken van fotodynamische kankertherapie.

Pyrrool is een heterocyclische aromatische organische verbinding, een vijfledige ring. Pyrrolen worden gesynthetiseerd in een combinatiereactie van isocyaniden (moleculen met een N≡C-groep) en alkynen (koolwaterstoffen met een ternaire C≡C-binding). Afhankelijk van de structuur van de originele reagentia, verschillende moleculaire fragmenten (substituten) binden aan de pyrroolring. Voor katalyse worden koperzouten gebruikt die giftig zijn voor levende cellen. De reactie kent verschillende fasen, omdat pyrrolen uit bijproducten moeten worden gezuiverd.

Ilya Efimov en Rafael Luque, twee chemici van de RUND University, in samenwerking met prof. Leonid Voskressensky, stelde een alternatieve methode voor voor het produceren van pyrrolen zonder koperzouten. In plaats van alkynen, wetenschappers gebruikten enaminen. In hun moleculen, de С=С dubbele binding is gebonden met stikstof, en als gevolg van de reactie, pyrrolen met twee substituten in een ring worden gevormd. De reactie heeft slechts één fase en is praktisch onmiddellijk. Het proces zorgt voor de selectieve productie van pyrrolen uit reagentia zonder bijproducten die normaal gesproken veel zuiveringsstadia vereisen. Het enige extra product is dimethylamine dat gemakkelijk kan worden verwijderd door te behandelen met zoutzuur. Pyrrolen kunnen worden gescheiden door eenvoudige filtratie. In sommige gevallen, de kosten van originele reagentia voor de voorgestelde methode zijn 225 keer lager dan voor alkynen.

Volgens de wetenschappers de opbrengst aan pyrrolen overschrijdt alleen 40% wanneer de sterke base kalium-tert-butoxide als base wordt gebruikt. Echter, het is gemakkelijk te verwijderen met zoutzuur. Ook donorsubstituten die in de isocyanidestructuur aanwezig zijn en de elektronendichtheid van het molecuul verhogen, hebben een positief effect op de opbrengst.

"De nieuwe methode is eenvoudiger en veiliger dan de traditionele op alkyn gebaseerde synthese. het zou de kosten van producten verlagen en ze minder giftig maken. Ook, het kan worden gebruikt om enkele pyrrolen te produceren die voorheen niet beschikbaar waren voor ons, " zei Ilja Efimov, een junior onderzoeker aan de RUDN University, en een kandidaat in de chemische wetenschappen.

De groep wetenschappers gebruikte de nieuwe methode om 4-azolylpyrrolen te synthetiseren die nog nooit eerder waren bestudeerd. Om dit te doen, ze onderzochten enaminen met isoxazol, 1, 2, 4-oxadiazool, en 1, 2, 3-thiadiazoolfragmenten aan de reactie met isocyaniden. De nieuwe verbindingen kunnen voorlopers worden voor de ontwikkeling van geneesmiddelen tegen amoeben, lamblia, trichomonaden, en toxoplasma.