De synthese van complexe moleculen zoals medicijnen, vereist een proces dat soms meerdere fasen omvat die de kosten verhogen en de toegang tot het product beperken. Nutsvoorzieningen, een team van de Universiteit van Barcelona heeft een nieuwe methodologische benadering ontworpen die multicomponentreacties combineert met processen van het dominotype - continue transformaties op een enkele verbinding - om de synthese van hoog-structurele complexe moleculen te vergemakkelijken.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Internationale editie van Angewandte Chemie , wordt geleid door professor Rodolfo Lavilla, van de Faculteit Farmacie en Voedingswetenschappen en het Institute of Biomedicine (IBUB) van de Universiteit van Barcelona. De studie, wiens eerste ondertekenaars de onderzoekers Ouldouz Ghasghaei en Marina Pedrola (UB-IBUB) zijn, rekent op de deelname van experts van de Masaryk University (Tsjechië) en het Leibniz Research Institute for Environmental Medicine (Duitsland).

Meercomponentenreacties:meer eenvoud en efficiëntie

Multicomponentreacties zijn protocollen die de chemische synthese van nieuwe verbindingen met hoge complexiteit en structurele diversiteit vergemakkelijken. Deze reacties kunnen verschillende bindingen vormen en nieuwe moleculen genereren met een minimale hoeveelheid van drie reactieve stoffen. Deze processen zijn zeer direct en helpen bij het verkrijgen van moleculen op een snelle en efficiënte manier (eenvoud, atoom economie, enz.) in vergelijking met traditionele processen. Ook, dit zijn ook de meest duurzame syntheseroutes vanuit milieuoogpunt (besparing van hulpbronnen, minder afval, enzovoort.).

In de studie, de experts creëren een hoofdprincipe waarmee de polariteitsverandering van een reactief in een multicomponentproces dominoreacties ontketent die de toegang tot een complexe connectiviteit mogelijk maken. Dit principe zou veel transformaties verklaren en het ontwerp van nieuwe processen op het gebied van synthetische chemie vergemakkelijken.

Volgens Lavilla, het nieuwe principe is ontwikkeld "met indoolkernen, een heterocyclus die aanwezig is in veel natuurlijke moleculen, en vooral in medicijnen. Ook, de verbindingen die met deze methode zijn bereid, vertonen een hoge structurele variabiliteit (lineaire en hoekige gefuseerde ringen, stijve of flexibele verbindingen, enz.)." Op biologisch gebied, de meeste producten die de onderzoekers synthetiseerden "vertonen een krachtige activiteit als liganden van de arylkoolwaterstofreceptor, " hij voegt toe, "een molecuul met een bepalende rol in verschillende biologische processen die wordt beschouwd als een potentieel farmacologisch doelwit voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen."

Tot dusver, slechts enkele specifieke gevallen van multicomponentreacties die verband houden met een dominoproces waren beschreven. "Zowel domino- als multicomponentreacties zijn zeer complex op mechanistische schaal. Er zijn veel bindingen, en vele elementaire fasen, reactie tussenproducten, enzovoort, " merkt de onderzoeker op. Hij voegt eraan toe dat door het samenvoegen van deze twee reactiefamilies tot een enig proces "we de synthetische complexiteit buitengewoon vergroten. Daarom, we beschouwen de beschrijving van deze processen als een vooruitgang om ze te generaliseren en uit te breiden tot combinaties in de synthetische chemie."

Technologie voor een groenere chemie

Multicomponentreacties vergemakkelijkten de ontwikkeling van nieuwe moleculen van farmaceutisch en biomedisch belang (biologische sondes, fluoforen, complexe moleculen). Deze technieken worden elke dag meer gebruikt door andere industriële sectoren.

"Echter, er zijn zeer weinig algemene multicomponentreacties - ongeveer een dozijn vergeleken met de honderden biomoleculaire reacties -, en dit beperkt de toepasbaarheid ervan. In deze betekenis, er wordt op dit gebied een grote wetenschappelijke activiteit uitgevoerd om de toegang tot dit soort algemene connectiviteit via deze reacties te vergemakkelijken, en de toepassing ervan op de ontwikkeling van alle soorten organische verbindingen op grote schaal mogelijk te maken (drugs, kunststoffen, meststoffen, enzovoort.), ’, besluit de onderzoeker.