Een onderzoeksteam, aangesloten bij UNIST, heeft een nieuwe methode onthuld om een ​​selectieve antikankerprecursorstof te produceren die kankercellen aanpakt en elimineert. Deze baanbrekende methode, die voorheen alleen in theorie bestond, is nu voor het eerst experimenteel bewezen en opent nieuwe mogelijkheden voor de ontwikkeling van innovatieve medicijnen door middel van uitgebreid onderzoek naar de effecten van antikankerprecursoren op het menselijk lichaam.

Onder leiding van professor Jaeheung Cho van de afdeling scheikunde van UNIST heeft het onderzoeksteam met succes aangetoond dat de synthese van hydroxymatokobalt (III), een potentiële kandidaatstof voor voorlopers van kanker, de reactie van metaalactieve zuurstofsoorten met nitril impliceert. In tegenstelling tot eerdere onderzoeken waarbij gebruik werd gemaakt van dure zware metalen, maakt deze nieuwe methode gebruik van kosteneffectieve metalen en werkt bij lagere temperaturen.

Het werk is gepubliceerd in het tijdschrift JACS Au .

Nitril, een verbinding die veel wordt gebruikt in farmaceutische producten en landbouwpesticiden, blijkt lastig te synthetiseren. Het onderzoeksteam heeft nu echter bevestigd dat de reactie tussen nitrillen en kobalt-hydroperoxo-soorten, een soort metaalactieve zuurstofsoorten, leidt tot de synthese van peroxyimidaat met kobalt (III). Uit deze bevinding blijkt dat peroxyimide tot kobalt (III) een tussenproduct is dat wordt gevormd tijdens de chemische reactie, waarbij uiteindelijk hydroxymite tot kobalt (III) wordt geproduceerd.

Om kobalt (III)-peroxyimidato-complexen te synthetiseren, introduceerde het onderzoeksteam een ​​nieuwe soort die bekend staat als akobalt (III)-hydroperoxo-specificaties. Opmerkelijk genoeg ontdekten ze dat de reactie plaatsvindt wanneer -hydroperoxo nucleofiel wordt aangevallen met nitril. Bovendien werd waargenomen dat de toevoeging van een base aan peroxymidatokobalt (III) dit omzet in hydroxymitokobalt (III), waardoor de synthese van precursoren mogelijk wordt.

Het onderzoeksteam legde bijzondere nadruk op het belang van de basiciteit van metaal-dizuurstofspecificaties, met name de metaal-(hydro)peroxo [M–O₂ (H)] complexe soorten. Door de atomen te controleren die gebonden waren aan de kobalt-hydroperoxo-soort die niet reageerde met nitril, verhoogden ze met succes de basiciteit, waardoor snelle reacties zelfs bij lage temperaturen mogelijk werden.

Om de structurele aspecten van kobalt(III)-hydroperoxo-specificaties verder te onderzoeken, maakte het onderzoeksteam gebruik van computationele chemiesimulaties, die gebruik maken van de kracht van computercomputers om chemische verschijnselen te analyseren. Deze simulaties benadrukten de impact van veranderingen in de combinatie van atomen op de structuur van kobalt(III)-hydroperoxo-specificaties, waarmee de cruciale rol van basiciteit opnieuw werd bevestigd.

Professor Cho verklaarde:"Dit onderzoek onthult de onderliggende mechanismen van metaalactieve zuurstofsoorten bij het activeren van nitril, en dient als basis voor de toekomstige ontwikkeling van katalysatoren die in staat zijn nitril te activeren."

Meer informatie: Yeongjin Son et al, Mechanistische inzichten in nitrilactivering door kobalt(III)-Hydroperoxo-tussenproducten:de invloed van ligandbasiciteit, JACS Au (2023). DOI:10.1021/jacsau.3c00532

Aangeboden door Ulsan Nationaal Instituut voor Wetenschap en Technologie