Duurzame chemische transformaties worden wereldwijd steeds belangrijker en steeds populairder op alle terreinen van het leven. Elektrochemie speelt een beslissende rol in deze ontwikkeling, aangezien elektro-organische synthese een methode is die grote hoeveelheden afval vermijdt die worden gegenereerd door conventionele chemische transformaties.

In een recent artikel laat een team van wetenschappers van het Max Planck Institute of Chemical Energy Conversion (MPI CEC) zien hoe elektrochemie de ontwikkeling stimuleert van duurzamere syntheseroutes voor de gereedschapskist van de moderne organisch chemicus, door aan te tonen dat de elektrochemische omzetting van nitrogroepen, waarvan de reductie normaal gesproken grote hoeveelheden reductiemiddelen of schaarse metalen vereist, biedt directe toegang tot de tot nu toe onderbelichte klasse van N-hydroxy-heterocycli, een innovatief structureel motief voor de moderne medicijnontdekking.

Kennislacunes dichten:nieuwe bevindingen over heterocycli

Stikstofhoudende heterocycli, in het bijzonder benzo[e]-1,2,4-thiadiazine-1,1-dioxiden, zijn een veelgebruikt structureel motief in moderne blockbuster-geneesmiddelen, zoals Diazoxide. Daarentegen is er weinig bekend over heterocycli die een exocyclische N-hydroxy-modificatie bevatten. De hoge stabiliteit en de unieke kenmerken van de N-O-binding maken dit motief zeer interessant voor modern farmaceutisch onderzoek. Bovendien worden N-oxy-heterocycli vaak aangetroffen als de belangrijkste metabolieten van geneesmiddelen.

Elektrochemische synthese door nitroreductie maakt selectieve synthese van deze klasse verbindingen mogelijk, die moeilijk toegankelijk is via klassieke routes.

Benzo[e]-1,2,4-thiadiazine-1,1-dioxiden vertegenwoordigen een structureel motief dat in meerdere API's wordt aangetroffen. Er zijn echter tot nu toe geen synthetische benaderingen gerapporteerd om toegang te krijgen tot N-hydroxyderivaten die een unieke exocyclische N-O-modificatie bevatten.

Siegfried R. Waldvogel en zijn collega's van MPI CEC en Johannes Gutenberg-Universität Mainz laten in hun onlangs gepubliceerde artikel zien dat elektro-organisch, een duurzame en krachtige synthetische techniek, zeer selectieve en schaalbare toegang mogelijk maakt door kathodische reductie van gemakkelijk toegankelijke nitro-arenen .

Het team van wetenschappers ontwikkelde een zeer selectieve en schaalbare elektro-organische synthese van nieuwe benzo[e]-1,2,4-thiadiazine-1,1-dioxiden, die een belangrijk structureel motief vertegenwoordigen van API's gemodificeerd met een unieke N-hydroxy deel.

Potentieel voor gebruik in metabolisch onderzoek en farmaceutisch onderzoek

Deze studie heeft voorbereidende toegang mogelijk gemaakt tot nieuwe stoffen die een N-hydroxy-modificatie dragen van een structureel motief dat vaak wordt aangetroffen in geneesmiddelen en heeft de bibliotheek van benzo[e]-1,2,4-thiadiazine-1,1-dioxiden uitgebreid. De biologische eigenschappen van deze verbindingen zijn echter nog volledig onbekend. Bovendien zou hun onderzoek kunnen helpen de efficiëntie van medicijnen te verbeteren, het metabolisme te begrijpen of nieuwe farmaceutische toepassingen te verkennen.

Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Cell Reports Physical Science .

Meer informatie: Johannes Winter et al, Zeer selectieve schaalbare elektrosynthese van 4-hydroxybenzo[e]-1,2,4-thiadiazine-1,1-dioxides, Cell Reports Physical Science (2024). DOI:10.1016/j.xcrp.2024.101927

Journaalinformatie: Celrapporten natuurwetenschappen

Aangeboden door Max Planck Society