Een onderzoeksteam, verbonden aan het Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) in Zuid-Korea heeft een nieuwe milieuvriendelijke en goedkope methode onthuld om indolopyran te synthetiseren, één type stikstofringverbinding, zit in ongeveer 60% van de geneesmiddelen die onlangs zijn goedgekeurd door de FDA.

Naast het zoeken naar nieuwe biologisch actieve verbindingen voor de ontdekking van nieuwe medicijnen, nog belangrijker is om een ​​nieuwe, eenvoudige synthetische methode om ze te produceren. Een recente studie, aangesloten bij UNIST heeft een nieuwe milieuvriendelijke en goedkope synthetische methode gemeld voor chemische verbindingen die potentieel hebben als geneesmiddelen.

In de studie, Professor Cheol-Min Park en zijn onderzoeksteam in de afdeling Biomedische Technologie van UNIST hebben een nieuwe synthetische methode gerapporteerd om indolopyran te produceren, één type stikstofringverbinding, met gebruik van schone elektriciteit. De nieuwe synthetische methode belooft veiliger te zijn, zuiniger en milieuvriendelijker dan traditionele.

Stikstofringverbindingen zitten in ongeveer 60% van de geneesmiddelen die onlangs zijn goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA). Deze verbindingen zijn gemaakt van een reeks koolstofatomen die aan elkaar zijn gekoppeld om een ​​complete ring te vormen met een stikstofatoom ertussen. De toevoeging van functionele groepen aan deze verbindingen zorgt voor de synthese van nieuwe geneesmiddelenontdekking. De moeilijkheid van een dergelijke synthese hangt af van de ringvorm en het type functionele groepen. Indolopyran, die de aandacht van veel onderzoekers heeft getrokken vanwege de antikanker- en ontstekingsremmende effecten, is tot nu toe vrij moeilijk te synthetiseren geweest. Er is momenteel geen beste methode om dit te synthetiseren, aangezien de synthese voor indolopyran een base en een metaalkatalysator vereist, en het komt alleen voor bij hoge temperaturen.

Het team heeft met succes indolopyran gesynthetiseerd door indolen te koppelen aan de actieve methyleenverbindingen (AMC's) via de reactie die plaatsvindt aan de anode of de kathode van een elektrode. Deze synthesemethode gebruikte zuurstof in de atmosfeer, als voorbasis bij kamertemperatuur, en jodide als katalysator in plaats van metalen. Daarnaast, door het gebruik van constante spanningsmodus om een ​​constante spanning te behouden, het hervond het probleem van functionele groepsschade, veroorzaakt door een hoge spanning.

"In tegenstelling tot de conventionele synthesemethode, die hoofdzakelijk slechts één pool gebruikt, we waren in staat om met succes de complexe structuur van indolopyran te synthetiseren, met behulp van zowel de reacties voor kathoden en anoden, " zegt Subin Choi (gecombineerde MS/Ph.D. in de afdeling Natuurwetenschappen, EENHEID), de eerste auteur van de studie.

Dichtheidsfunctionaaltheorie (DFT) berekeningen werden ook uitgevoerd om een ​​diepgaand begrip van het reactiemechanisme te verkrijgen, evenals de principes van vorming van indolopyran. Hun bevindingen suggereren dat jodium en zuurstof worden geoxideerd of gereduceerd aan de elektroden (kathode en anode) om jodiumradicalen en superoxideradicalen te genereren. En dit leidt tot de vorming van superoxide als base.

Op basis van de ontdekking, het onderzoeksteam paste dezelfde methode toe om de steigers van dihydrofuran te synthetiseren. Door het gebruik van enamine als uitgangsmateriaal, in plaats van indolen, ze hebben met succes dihydrofuranten gesynthetiseerd, waarin de zuurstof is opgenomen in de gevormde vijfhoekige koolstofringen.

"De nieuwe methode belooft veiliger te zijn, zuiniger en milieuvriendelijker dan de bestaande synthesemethoden, " zegt professor Park. "Hiermee, het zal mogelijk zijn om een ​​proces te ontwikkelen om bioactieve stoffen in grote hoeveelheden te produceren."