Tenzij je scheikunde hebt gestudeerd op de universiteit, het is onwaarschijnlijk dat u de naam aziridine bent tegengekomen. Een organische verbinding met de molecuulformule, C ₂ H ₄ NH, aziridines zijn welbekend bij medicinale chemici, die de verbinding gebruiken om farmaceutische geneesmiddelen zoals Mitomycin C te bereiden, een chemotherapeutisch middel dat bekend staat om zijn antitumoractiviteit. specifiek, aziridines zijn wat chemici enantiomeren noemen - moleculen die spiegelbeelden van elkaar zijn en niet op elkaar kunnen worden gesuperponeerd. Een eigenaardigheid van enantiomeren is dat de biologische activiteit van één ervan verschilt van het spiegelbeeld en dat slechts één van hen wenselijk is voor het maken van medicijnen. Chemici, daarom, kies regelmatig voor asymmetrische of enantioselectieve synthesetechnieken die het gewenste enantiomeer in grotere hoeveelheden opleveren.

Een dergelijke techniek die recentelijk de aandacht heeft getrokken vanuit het oogpunt van farmaceutische synthese, is het gebruik van oxazolonen - chemische verbindingen met de molecuulformule C ₃ H ₃ NEE ₂ — om aziridines te bereiden. "Oxazolonen staan ​​bekend om hun veelzijdigheid in het verschaffen van biologisch actieve verbindingen, " legt professor Shuichi Nakamura van het Nagoya Institute of Technology (NITech) uit, Japan, die asymmetrische reacties bestudeert, "Echter, de enantioselectieve reacties van 2H-azirines met oxazolonen waren niet erg vruchtbaar, ondanks dat het wordt aangeprezen als een van de meest efficiënte methoden om aziridines te synthetiseren."

In een nieuwe studie die onlangs is gepubliceerd in Organische brieven , Prof. Nakamura samen met zijn collega's van NITech en Osaka University, Japan, dit probleem onderzocht en in een belangrijke doorbraak, erin geslaagd om aziridine-oxazolonverbindingen te verkrijgen in hoge opbrengsten (99%) evenals hoge enantioselectiviteit of zuiverheid (98%). In aanvulling, het team gebruikte een originele katalysator die ze ontwikkelden om de reacties die ze bestudeerden te katalyseren.

Het team begon met het verhitten van α-azideacrylaten tot 150°C in een organisch oplosmiddel tetrahydrofuran (THF) om 2H-azirines te bereiden en liet ze vervolgens reageren met oxazolonen in aanwezigheid van verschillende organokatalysatoren om verschillende aziridine-oxazolonverbindingen te produceren. Vooral, het team onderzocht het effect van de katalysator cinchonine en verschillende heteroarenecarbonyl- en heteroarenesulfonylgroepen in organokatalysatoren afgeleid van kina-alkaloïden en ontdekte dat reacties met katalysatoren met ofwel een 2-pyridinesulfonylgroep of een 8-chinolinesulfonylgroep beide een hoge opbrengst gaven (81-99% ) evenals hoge enantiozuiverheid (93-98%). In aanvulling, wetenschappers zagen dat de reactie tussen een 2H-azirine met een ethylestergroep en een oxazolon met een 3, 5-dimethoxyfenylgroep in aanwezigheid van de katalysator met 8-chinolinesulfonylgroep gaf ook hoge opbrengsten (98-99%) evenals enantiozuiverheid (97-98%).

Het team ging vervolgens verder met het onderzoeken van de reactie tussen 2H-azirine met een ethylestergroep en een grotere verscheidenheid aan oxazolonen in aanwezigheid van de katalysator met een 8-chinolinesulfonylgroep. In alle reacties namen ze hoge opbrengsten (77-99%) en enantiozuiverheden (94-99%) waar, behalve één in het geval van een oxazolon met een benzylgroep en de katalysator met een 2-pyridylsulfonylgroep die slechts een matige opbrengst produceerde ( 61%) en zuiverheid (86%). Bovendien, ze waren in staat om de verkregen aziridines om te zetten in verschillende andere enantiomeren zonder enig verlies van zuiverheid.

Eindelijk, het team stelde een katalytisch mechanisme en een overgangstoestand voor de reactie van 2H-azirines met oxazolonen voor waarbij de katalysator zowel het oxazolon als het 2H-azirine activeert, die vervolgens reageren om een ​​additieproduct te geven dat, beurtelings, levert het aziridine op met regeneratie van de katalysator.

Hoewel het gedetailleerde mechanisme nog moet worden opgehelderd, wetenschappers zijn enthousiast over hun bevindingen en kijken uit naar de toepassing van de methode in de geneeskunde en farmacologie. "Het heeft het potentieel om mensen nieuwe medicijnen te geven en nieuwe medicijnen te creëren, evenals kandidaat-geneesmiddelen die momenteel moeilijk te synthetiseren zijn. Bovendien, de katalysator die in dit onderzoek is gebruikt, kan voor veel andere stereoselectieve synthetische reacties worden gebruikt, " merkt een optimistische prof. Nakamura op.

Enkele fascinerende gevolgen om zeker over na te denken!