Kostnadseffektiviteten av läkemedelssyntes beror på ett antal faktorer, inklusive mängden avfall som produceras. Ett team av forskare har nu upptäckt en katalysator som ger exceptionellt hög precision tillsats av väte till kol-kolbindningar, förbättra målinriktad syntes genom att undvika komplicerade flerstegsprocesser, och minska slöseri med biprodukter. I journalen Angewandte Chemie , författarna förespråkar reaktionen som särskilt användbar vid framställning av komplexa naturliga ämnen som feromoner.

Den naturliga världen innehåller ett stort utbud av naturliga produkter, varav många också har blivit oumbärliga läkemedel för människor. Till exempel, växtbaserade naturliga ämnen som polyketider och feromoner har betydande potential som antitumörläkemedel och antibiotika. Dock, många av dessa farmaceutiskt aktiva substanser är bara effektiva i en av sina två möjliga konfigurationer, liknande spegelbilder av varandra, och kan till och med vara skadligt i den andra formen.

För att säkerställa att rätt substans produceras, syntetiska kemister har i allmänhet inget annat val än att vara slösaktiga:antingen genom att använda invecklade processer eller utföra ett antal olika steg. Till exempel, de kan syntetisera båda formerna av en förening, måste sedan eliminera den oönskade, eller så kan de använda en specifik, men potentiellt dyrt, katalysator för att endast producera formen av intresse.

Pher G. Andersson och hans team från Stockholms universitet, Sverige, har nu upptäckt att en katalysator gjord av tungmetallen iridium och organiska fosfor-kväveenheter är exceptionellt bra på att hydrera symmetriska organiska föreningar. Den efterföljande reaktionen är inte bara mycket ekonomisk, utan att biprodukter bildas, men också särskilt viktigt för läkemedelssyntes eftersom konfigurationen – dvs. produktens handenhet—bestäms vid hydreringen.

Enkel, symmetriska omättade bindningar är lämpliga som prekursorer för syntes av polyketider och feromonhärledda naturliga produkter. Teamets iridiumkatalysator gör det nu möjligt att hydrera en av de symmetriska kol-kolbindningarna på ett riktat sätt:"Denna metod representerar det första exemplet på iridiumkatalyserad hydrativ desymmetrisering av diener, ", säger författarna. De visade hur användbar deras nya metod skulle kunna vara med hjälp av dussintals prekursorämnen som de omvandlade till de önskade produkterna. I alla fall, praktiskt taget inga biprodukter bildades.

Målkonfigurationen vid syregruppen nära en omättad bindning var avgörande för framgången för detta tillvägagångssätt. Många feromoner eller polyketider innehåller de så kallade allylkarbinolerna med detta syre-kol-arrangemang, medan andra innehåller kvävegrupper och kallas allylkarbaminer. Oavsett om iridiumkatalysatorn användes på kväve eller syre, det gav rätt slutkonfiguration. Ett annat vanligt strukturellt motiv i naturliga ämnen är laktonerna. Även konfronterad med denna struktur, iridiumkatalysatorn fungerade bra och forskarna kunde hitta en enkel syntesväg genom hydrativ desymmetrisering.

Författarna använde också den nya metoden för att utföra formell totalsyntes av två naturliga ämnen:för det första, zaragozinsyra, en polyketid erhållen från svampar, och för det andra, invictolid, ett myrferomon. Författarna är övertygade om att på grund av den höga selektiviteten och den praktiskt taget totala preferensen för en konfiguration, ge produkten med rätt handenhet, metoden är ett ekonomiskt och mångsidigt alternativ för att syntetisera många farmaceutiska produkter.