Många naturprodukter och droger har ett så kallat dikarbonylmotiv — i vissa fall, dock, deras beredning utgör en utmaning för organiska kemister. I deras senaste arbete, Nuno Maulide och hans medarbetare från universitetet i Wien presenterar en ny väg för dessa molekyler. De använder oxiderade svavelföreningar, även om svavel inte ingår i slutprodukten. Resultaten publiceras nu i Vetenskap .

Organiska kemister letar ständigt efter nya molekyler för nya läkemedel och material. För att syntetisera molekyler, de kommer att analysera de funktionella grupper som finns inom målet och välja en lämplig strategi därefter. Dock, för vissa molekyler, att identifiera en lämplig strategi kan vara mycket utmanande, till exempel, när avstånden mellan funktionerna i molekylen inte matchar den "naturliga" polariteten hos potentiella prekursorer.

Ett klassiskt exempel är det där två kol-syre-dubbelbindningar (även kallade "karbonyl"-grupper) separeras av fyra kolatomer. "Dessa 1, 4-dikarbonylföreningar är betydligt svårare att tillverka än motsvarande 1, 3- eller 1, 5-analoger, och detta är något vi lär varje student i organisk kemi I vid universitetet i Wien, säger Nuno Maulide, professor för organisk syntes vid institutet för organisk kemi vid universitetet.

För att göra dessa motiv i labbet, det finns ingen bra strategi. "Det vi lär våra elever är att polaritetsinversionen av en av reaktionspartnerna krävs, men det finns ingen riktigt bra lösning på problemet, "säger Maulide. Detta är ett allvarligt problem, som 1, 4-dikarbonyler finns i många naturprodukter, läkemedelsmål och flera enzymhämmare som används i läkemedel.

Nuno Maulide och hans arbetskamrater från organisk kemi vid universitetet i Wien har nu utvecklat en ny syntetisk väg till dessa strukturer med hjälp av reagenser som kallas sulfoxider, en oxiderad svavelart. "Det som gör vår metod så fascinerande är att svavel är avgörande i reaktionen, men det syns inte ens i den slutliga molekylen, " förklarar Immo Klose, DOC-stipendiat vid den österrikiska vetenskapsakademien och medförfattare till studien. "Det är också det som gör den här reaktionen spännande, eftersom det inte är uppenbart vid första anblicken hur utgångsmaterialen bildar produkten, sa Klose. under reaktionen, svavel lämnar den reaktiva molekylen på ett så kallat "spårlöst" sätt, vilket innebär att det inte finns i slutprodukterna.

Inte bara är sulfoxidpartnern kritisk i reaktionen, forskarna har visat att genom att välja rätt utgångssulfoxid, var och en av fyra möjliga isomerer av produkten kan erhållas selektivt. "Våra sulfoxidreagenser har två positioner som kan ändras:själva svavlet och de två kol som är kopplade till det. Detta ger oss fyra möjliga kombinationer, " förklarar Dainis Kaldre, tidigare postdoc vid Institutet för organisk kemi och medförstaförfattare. "Det fantastiska är att genom att växla mellan dessa 4 möjliga kombinationer, vi finjusterar effektivt reaktionen till att selektivt leverera var och en av de fyra möjliga konfigurationerna av slutprodukten, säger Kaldre. Det gör metoden extremt generell och kraftfull.

Nya läkemedelsmolekyler låstes upp

"Flexibiliteten i vår metod kan nu användas för att göra en hisnande mängd molekyler som inte ens var tänkbara tidigare, " förklarar Maulide. Gruppen har redan visat detta i den första rapporten i tidskriften Vetenskap , där de visar ett enkelt sätt att göra matrismetalloproteinashämmare. "Det fanns inget bra sätt att göra dessa föreningar. I synnerhet, det var mycket svårt att göra en specifik konfiguration på ett selektivt sätt; nu, med vår metod, vi kan göra vem som helst av de fyra möjligheterna, efter behag, säger Maulide.

De reaktiva arter med vilka sulfoxiderna kombineras är något exotiska mellanprodukter som kallas "vinylkatjoner".

"Det är anmärkningsvärt hur grundforskning om" exotiska molekyler "så lätt kan resultera i genombrott för samhället. Detta är en mycket välkommen - och i god tid - påminnelse om det enorma värde som ligger i att investera i grundforskning, Så avslutar Maulide.