För närvarande, olika terapeutiska föreningar på marknaden, såsom proteiner, enzymer, och aminosyror, är "kirala föreningar" - molekyler med två strukturer som är spegelbilder av varandra men inte kan läggas över varandra. Även om molekylens två varianter, kallas även 'enantiomerer', 'är strukturellt desamma, hur de är orienterade (deras chiralitet) gör dem funktionellt olika från varandra.

Läkemedel kan antingen vara en enantiomer eller racemiska blandningar (bestående av båda enantiomererna), ofta betecknas som (S) eller (R), respektive. De har ofta distinkta biologiska aktiviteter:till exempel en enantiomer av ett läkemedel kan vara mycket effektivare än dess motsvarighet (såsom talidomid, en racemisk blandning som orsakade olika fosterskador hos barn). Således, att syntetisera kirala föreningar på ett effektivt sätt är avgörande för området läkemedelsdesign.

I en ny studie publicerad i Kemisk vetenskap , en grupp forskare, ledd av prof Sukwon Hong från Gwangju Institute of Science and Technology och prof Brian M. Stoltz från California Institute of Technology, utformat en ny katalytisk metod som kan generera användbara kirala föreningar. Prof Hong förklarar, "Kirala molekyler har spelat en nyckelroll i modern kemi, särskilt inom medicinsk kemi. Deras utveckling kan ge ett effektivt syntetiskt sätt att designa farmaceutiska produkter. "

Till att börja med, forskarna fokuserade på att designa nya kirala ligander, 'som är molekyler som fungerar som katalysatorer genom att binda till metaller och kan, I detta fall, underlätta generationen av kirala produkter som kallas kromanoner. Tidigare studier har redan rapporterat olika typer av reaktioner som kan producera kromanoner, men de hade fokuserat på trisubstituerade kromanoner (med tre funktionella grupper eller substituentatomer i molekylen). I den här studien, forskarna utformade kirala ligander som kallas pyridin-dihydroisoquinoline (PyDHIQ) ligander. De använde dessa ligander i en katalytisk reaktion som kallas asymmetrisk konjugattillsats, varvid dessa ligander fungerar som en katalysator genom att binda till palladiummetall, generera tetrasubstituerade kromanoner (de med fyra funktionella grupper). Inte bara genererade denna reaktion med de nya liganderna användbara kirala föreningar med många bioaktiviteter i ett enda steg, men produkterna hade också ett bra utbyte och hög enantioselektivitet-vilket gjorde processen effektiv och kostnadseffektiv.

Forskarna testade sedan dessa ligander i reaktioner med olika källor, vilket resulterade i en effektiv generering av tetrasubstituerade kromanoner. Detta var den första metoden för syntes av mycket enantioselektiva kromanonprodukter som innehåller tetrasubstituerade stereocenter. Prof Hong säger, "Liganddesign är det viktigaste begreppet i denna forskning. Vi har introducerat en ny" del "som kallas dihydroisokinolindelen i ligandstrukturen, vilket hjälpte till att skapa en optimal sterisk miljö för att generera tetrasubstituerade kromanoner. "

Utvecklingen av nya läkemedel och användbara föreningar är en viktig aspekt av framsteg inom medicinområdet. Denna studie erbjuder en ny strategi i ett steg för att utveckla bioaktiva föreningar, som har en myriad av tillämpningar inom läkemedelsutveckling. Prof Hong avslutar optimistiskt, "Vår nyutvecklade katalytiska reaktion banar väg för syntetisering av nya läkemedel och naturprodukter."