Wetenschap
Chemici ontwikkelen een nieuwe methode om gefluoreerde componenten in moleculen te introduceren
De difluormethylgroep bepaalt vaak de eigenschappen van bioactieve moleculen en is daarom bijzonder interessant voor geneesmiddelenonderzoek. Deze atomaire groep bestaat uit koolstof, twee fluoratomen en een waterstofatoom. Derivaten van de chemische verbinding pyridine zijn bijzonder geschikt voor opname in difluormethylgroepen.
Als een waterstofatoom in pyridinen wordt vervangen door een dergelijke groep, kunnen op een ongecompliceerde manier difluorgemethyleerde ringstructuren worden verkregen, die potentiële kandidaten zijn voor nieuwe medicijnen en landbouwchemicaliën. In termen van werkzaamheid speelt de positie van de difluormethylgroep binnen het molecuul een cruciale rol.
Een team van onderzoekers onder leiding van prof. dr. Armido Studer van het Instituut voor Organische Chemie van de Universiteit van Münster (Duitsland) heeft nu een nieuwe strategie gepresenteerd waarmee de difluormethylgroep nauwkeurig op specifieke locaties in pyridines kan worden geïntroduceerd. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.
Pyridine is een belangrijke bouwsteen in de farmaceutische en agrochemische industrie voor de productie van biologisch actieve stoffen. Pyridine en zijn derivaten bevatten ringen met vijf koolstofatomen en één stikstofatoom. Met behulp van de nieuwe methode kan de difluormethylgroep worden geïntroduceerd op de metapositie (twee atomen verwijderd van de stikstof) of op de parapositie (drie atomen verwijderd van de stikstof).
De methode is veelbelovend omdat de regioselectieve difluormethylering van pyridinen als een uitdaging op chemisch gebied wordt beschouwd. Er waren geen eerder bekende methoden voor plaatsselectieve meta- en para-difluormethylering die tussen de twee posities konden worden geschakeld. "Onze studie lost het probleem op van directe difluormethylering van de pyridinering op de metapositie, die bijzonder moeilijk toegankelijk is in complexe verbindingen", legt Studer uit.
Omdat pyridines tamelijk inerte verbindingen zijn, pasten de scheikundigen een strategie van tijdelijke dearomatisering toe. De gedearomatiseerde actieve tussenproducten reageren met reagentia die difluormethylgroepen bevatten om de chemisch gefunctionaliseerde pyridinen te vormen. Deze methode is ook geschikt voor de difluormethylering van pyridinebevattende geneesmiddelen aan het einde van de synthesesequentie. De pyridinederivaten kunnen daarom gemakkelijk worden omgezet in plaats van dat ze moeizaam opnieuw moeten worden samengesteld.
"Onze methode is praktisch en kan worden uitgevoerd met goedkope, in de handel verkrijgbare reagentia. Dit zou onze methode relevant moeten maken voor het ontwerpen van geneesmiddelen", zegt postdoctoraal onderzoeker Dr. Pengwei Xu. "We verwachten dat onze aanpak toepassing zal vinden in de farmaceutische en agrochemische industrie."