Ett team av kemister vid universitetet i Münster har utvecklat en syntesmetod för platsselektiv integrering av den biologiskt relevanta difluormetylgruppen i pyridiner.
Difluormetylgruppen bestämmer ofta egenskaperna hos bioaktiva molekyler och är därför särskilt intressant för läkemedelsforskning. Denna atomgrupp består av kol, två fluoratomer och en väteatom. Derivat av den kemiska föreningen pyridin är särskilt lämpade för inkludering i difluormetylgrupper.
Om en väteatom i pyridiner ersätts med en sådan grupp kan difluormetylerade ringstrukturer erhållas på ett okomplicerat sätt, vilka är potentiella kandidater för nya läkemedel och jordbrukskemikalier. När det gäller effektivitet spelar difluormetylgruppens position i molekylen en avgörande roll.
Ett team av forskare under ledning av prof Dr. Armido Studer från Institutet för organisk kemi vid universitetet i Münster (Tyskland) har nu presenterat en ny strategi med vilken difluormetylgruppen exakt kan introduceras i pyridiner på specifika platser. Resultaten har publicerats i tidskriften Nature Communications.
Pyridin är en viktig byggsten inom läkemedels- och agrokemisk industri för framställning av biologiskt aktiva substanser. Pyridin och dess derivat innehåller ringar med fem kolatomer och en kväveatom. Med den nya metoden kan difluormetylgruppen införas antingen i metapositionen (två atomer från kvävet) eller i para-positionen (tre atomer bort från kvävet).
Metoden är lovande eftersom den regioselektiva difluormetyleringen av pyridiner anses vara en utmaning inom kemiområdet. Det fanns inga tidigare kända metoder för platsselektiv meta- och para-difluormetylering som kunde växlas mellan de två positionerna. "Vår studie löser problemet med direkt difluormetylering av pyridinringen i metapositionen, vilket är särskilt svårt att komma åt i komplexa föreningar", förklarar Studer.
Eftersom pyridiner är ganska inerta föreningar tillämpade kemisterna en strategi med tillfällig dearomatisering. De avaromatiserade aktiva mellanprodukterna reagerar med reagens som innehåller difluormetylgrupper för att bilda de kemiskt funktionaliserade pyridinerna. Denna metod är också lämplig för difluormetylering av pyridininnehållande läkemedel i slutet av syntessekvensen. Pyridinderivaten kan därför lätt omvandlas istället för att behöva rekonstitueras noggrant.
"Vår metod är praktisk och kan utföras med billiga, kommersiellt tillgängliga reagens. Detta borde göra vår metod relevant för läkemedelsdesign", säger postdoktorn Dr. Pengwei Xu. "Vi förväntar oss att vårt tillvägagångssätt kommer att finna tillämpning inom läkemedels- och agrokemisk industri."
Mer information: Pengwei Xu et al, Introduktion av difluormetylgruppen vid meta- eller para-positionen av pyridiner genom regioselektivitetsomkopplare, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48383-1
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av University of Münster
