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, yang juga dikenal sebagai umpolung, untuk sintesis obat-obatan yang tepat. Metode inovatif ini, yang dikembangkan oleh tim ilmuwan yang dipimpin oleh Profesor Christoph Schneider di Institut Kimia Organik, memberikan pendekatan berorientasi solusi terhadap tantangan jangka panjang dalam kimia organik dan obat-obatan,” kata Till Friedmann, penulis utama It has baru saja diterbitkan dalam Journal of American Chemical Society yang bergengsi.

“Untuk pertama kalinya, strategi ini memungkinkan kami menciptakan motif struktural secara efisien dan tepat 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 sehingga mencapai penempatan dua gugus karbonil yang sangat tidak biasa di sepanjang rantai karbon.

Hydrazones sebagai kunci kesuksesan

Gugus karbonil, yang dicirikan oleh ikatan rangkap antara atom karbon dan oksigen, merupakan unit fungsional utama dalam kimia organik. Karena polaritas alaminya – di mana karbon membawa muatan parsial positif dan oksigen membawa muatan parsial negatif – sintesis senyawa dengan dua gugus karbonil pada jarak yang sangat spesifik satu sama lain menjadi sulit. Hal ini karena memerlukan pembalikan polaritas salah satu dari dua gugus karbonil yang ditargetkan. Kunci keberhasilan baru ini adalah penggunaan gugus fungsi khusus yang disebut hidrazon, yang dapat membalikkan polaritas alami gugus karbonil. Dengan menggunakan katalis yang sangat efektif dan dirancang secara tepat, para peneliti dapat menghasilkan molekul yang diinginkan dengan sangat efisien dalam reaksi dengan rekan reaksi lainnya. Selain studi mekanistik rinci dari proses reaksi, strategi baru ini telah diterapkan untuk mensintesis beberapa agen medis, termasuk obat antiepilepsi pregabalin.

Kiralitas sebagai kunci fungsionalitas

Kiralitas, atau susunan atom yang asimetris dalam suatu molekul, memainkan peran penting dalam kimia dan biologi. Enansiomer, yang merupakan bayangan cermin dan sekaligus bentuk molekul yang tidak dapat ditumpangkan, dapat memiliki efek yang sangat berbeda pada tubuh manusia. Dalam beberapa kasus, enansiomer lainnya bahkan bersifat racun. Tantangan utama dalam bidang kimia adalah sintesis senyawa-senyawa ini yang ditargetkan di laboratorium. Konsep silylium ACDC (asymmetric counterion-directed catalysis) yang digunakan oleh kelompok peneliti memecahkan masalah ini. “Dua partikel bermuatan bergabung membentuk pasangan ion: partikel bermuatan negatif dari katalis dan partikel bermuatan positif dari hidrazon. Katalis kiral memastikan bahwa secara efektif hanya satu dari dua kemungkinan bayangan cermin produk yang terbentuk,” jelas studi tersebut. pemimpin Profesor Schneider. Istilah 'silylium' mengacu pada partikel silikon bermuatan positif yang bertindak sebagai komponen aktif katalis.

Potensi pengembangan obat

Senyawa yang dihasilkan menggunakan strategi ini memiliki banyak potensi penerapan. Mereka dapat berfungsi sebagai bahan awal untuk sintesis berbagai macam obat, yang produksinya secara tradisional bergantung pada katalis logam berat yang beracun. Senyawa-senyawa ini juga merupakan bahan penyusun yang berharga untuk transformasi kimia yang tidak dapat diakses dengan polaritas alami.

“Melalui penelitian ini, kami yakin kami telah memberikan kontribusi signifikan terhadap sintesis kimia yang selektif, berkelanjutan, dan tepat sasaran,” kata Profesor Schneider. Metode ini akan memberikan dasar untuk pengembangan lebih lanjut dan aplikasi inovatif, khususnya dalam bidang kimia obat.

Publikasi di,,Jurnal American Chemical Society”:

“Sintesis Enansioselektif Katalitik Senyawa 1,4-(Hetero) Dikarbonil melalui –Karbonil Umpolung”, https://doi.org/10.1021/jacs.4c14826