Proses baru untuk inversi polaritas senyawa kimia untuk sintesis obat yang tepat

Para peneliti di Universitas Leipzig telah mengembangkan proses baru untuk membalikkan polaritas senyawa kimia, juga dikenal sebagai Umpolung, untuk sintesis farmasi yang tepat. Metode inovatif ini, yang dikembangkan oleh tim ilmuwan yang dipimpin oleh Profesor Christoph Schneider di Institute of Organic Chemistry, memberikan pendekatan yang berorientasi solusi untuk tantangan lama dalam kimia organik dan obat Baru saja diterbitkan dalam jurnal bergengsi American Chemical Society.
“Untuk pertama kalinya, strategi ini memungkinkan kita untuk secara efisien dan tepat menciptakan motif struktural yang sebelumnya sulit diakses,” kata Friedmann. Secara khusus, para ahli kimia telah menemukan bagaimana suatu proses dapat digunakan untuk membalikkan polaritas senyawa kimia sedemikian rupa untuk mencapai penempatan dua kelompok karbonil yang sangat tidak biasa di sepanjang rantai karbon.
Hidrazon sebagai kunci keberhasilan
Kelompok karbonil, ditandai dengan ikatan rangkap antara karbon dan atom oksigen, adalah unit fungsional pusat dalam kimia organik. Karena polaritas alami mereka – di mana karbon membawa muatan positif parsial dan oksigen membawa muatan negatif parsial – senyawa sintesis dengan dua gugus karbonil pada jarak yang sangat spesifik satu sama lain sangat sulit. Ini karena membutuhkan pembalikan yang ditargetkan dari polaritas salah satu dari dua kelompok karbonil. Kunci keberhasilan baru ini adalah penggunaan kelompok fungsional khusus yang disebut hidrazon, yang dapat membalikkan polaritas alami dari kelompok karbonil. Dengan menggunakan katalis yang sangat efektif dan dirancang dengan tepat, para peneliti dapat menghasilkan molekul yang diinginkan dengan sangat efisien dalam reaksi dengan mitra reaksi lain. Selain studi mekanistik terperinci tentang proses reaksi, strategi baru ini telah diterapkan untuk mensintesis beberapa agen medis, termasuk pregabalin obat antiepilepsi.
Kiralitas sebagai kunci fungsionalitas
Chirality, atau pengaturan asimetris atom dalam molekul, memainkan peran penting dalam kimia dan biologi. Enantiomer, yang merupakan citra cermin dan pada saat yang sama bentuk molekul non-superimposable, dapat memiliki efek yang sama sekali berbeda dalam tubuh manusia. Dalam beberapa kasus, enansiomer lainnya bahkan beracun. Tantangan utama dalam kimia adalah sintesis yang ditargetkan dari senyawa ini di laboratorium. Konsep Silylium ACDC (Katalisis Direksi Asimetris) yang digunakan oleh kelompok penelitian menyelesaikan masalah ini. “Dua partikel bermuatan bergabung untuk membentuk pasangan ion: partikel bermuatan negatif dari katalis dan partikel bermuatan positif dari hidrazon. Katalis kiral memastikan bahwa secara efektif hanya satu dari dua gambar cermin yang mungkin dari produk yang terbentuk,” jelas penelitian Pemimpin Profesor Schneider. Istilah ‘silylium’ mengacu pada partikel silikon bermuatan positif yang bertindak sebagai komponen aktif katalis.
Potensi pengembangan obat
Senyawa yang diproduksi menggunakan strategi ini memiliki banyak aplikasi potensial. Mereka dapat berfungsi sebagai bahan awal untuk sintesis berbagai obat, yang produksinya secara tradisional mengandalkan katalis logam berat beracun. Senyawa ini juga merupakan blok bangunan yang berharga untuk transformasi kimia yang tidak dapat diakses dengan polaritas alami.
“Dengan penelitian ini, kami percaya kami telah memberikan kontribusi yang signifikan untuk sintesis kimia selektif, berkelanjutan dan bertarget,” kata Profesor Schneider. Metode ini akan memberikan dasar untuk perkembangan lebih lanjut dan aplikasi inovatif, terutama dalam kimia obat.
Publikasi di ,, Jurnal Masyarakat Kimia Amerika “:
“Sintesis enansioselektif katalitik 1,4- (hetero) dicarbonylcompounds melalui –carbonyl umpolung”, https://doi.org/10.1021/jacs.4c14826