Los químicos de Scripps Research han abordado uno de los desafíos más formidables en química sintética al inventar un método para la "activación remota enantioselectiva de meta-CH", que permite la fabricación de moléculas quirales que antes eran difíciles o imposibles de sintetizar.
El método, informado hoy en Naturaleza , es probable que se adopte ampliamente para la fabricación de posibles medicamentos y otros productos químicos.
"Este nuevo método debería permitirnos explorar un gran 'espacio químico' que había estado esencialmente fuera de los límites", dice Jin-Quan Yu, PhD, investigador principal y profesor de química Frank y Bertha Hupp en Scripps Research.
Las moléculas quirales son asimétricas, con formas de "mano derecha" y "mano izquierda". A menudo solo una de estas formas llamadas enantiómeros tiene la actividad biológica o química deseada, mientras que la otra es inerte o incluso tiene efectos secundarios no deseados.y la mayoría de las reacciones ordinarias producen una mezcla impura, 50:50 de ambas.
Existen métodos para convertir una molécula simétrica en una quiral y obtener cantidades puras de un enantiómero en lugar del otro. Sin embargo, estos métodos generalmente implican la unión de un grupo reactivo de átomos llamado grupo funcional a la molécula de partida en elpunto que se convierte en el centro de la asimetría: el llamado centro quiral. El nuevo método une un nuevo grupo funcional relativamente lejos del centro quiral, una hazaña que antes solo se podía lograr con enzimas en las células vivas. Dado que el centro quiral generalmente contiene otro grupo funcionalgrupo, la molécula quiral resultante termina con dos grupos funcionales ampliamente espaciados, lo que potencialmente confiere una bioactividad única y potente.
"Las moléculas quirales que podemos hacer con este método pueden diseñarse para interactuar con sitios de unión ampliamente espaciados en una proteína diana, por ejemplo", dice Yu.
La clave del nuevo método es una molécula auxiliar especialmente diseñada, un "mediador quiral transitorio", basado en el compuesto orgánico norbornene. Permite el paso crucial de unir el nuevo grupo funcional asimétricamente a un compuesto inicial inicialmente simétrico, lejos deel centro quiral en la columna vertebral molecular pero, aun así, produce cantidades casi 100 por ciento puras del enantiómero deseado.
El equipo de Yu demostró la técnica usándola para la "inducción quiral remota" de bencilaminas y feniletil aminas, amplias clases de moléculas que forman las bases de muchos fármacos modernos, así como muchos compuestos biológicamente activos en células vegetales y animales.las moléculas quirales típicamente comprenden más del 95 por ciento del enantiómero deseado y menos del 5 por ciento del enantiómero no deseado.
Yu y su grupo actualmente están explorando formas de ampliar el alcance de esta estrategia a otras clases de molécula de partida. También están utilizando su nuevo método para crear grandes bibliotecas de compuestos previamente inaccesibles, que pueden seleccionarse para descubrir nuevos fármacos potenciales.
El primer autor del artículo, "Enantioselective Remote Meta-C? H Arrylation and Alkylation via a Chiral Transient Mediator", fue Hang Shi, investigador asociado postdoctoral en el laboratorio Yu. Los otros coautores fueron Alastair N. Herron, Ying Shao y Qian Shao de Scripps Research.
El estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud subvención R01GM102265.
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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