Los científicos de la Universidad de Rice han dado un impulso a los químicos orgánicos con su último descubrimiento de un método de un solo paso para agregar nitrógeno a compuestos para medicamentos. pesticidas, fertilizantes y otros productos.

El químico orgánico sintético de arroz László Kürti dijo que el método, reportado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense , es un gran paso adelante ya que acelera y aumenta el rendimiento de moléculas valiosas conocidas como alfa-aminocetonas.

Las cetonas son compuestos a base de carbono que se encuentran en la naturaleza y son materias primas importantes para la industria química. El grupo amino primario (NH2) es un grupo funcional presente en muchos productos químicos importantes. Contiene un átomo de nitrógeno y dos átomos de hidrógeno. Cuando una cetona se funcionaliza con un grupo amino primario en el carbono alfa, forma un compuesto llamado alfa-aminocetona primaria.

"Es un buen precursor, porque no hay funcionalización adicional, como un grupo acilo, en el NH2 y luego se puede convertir a lo que desee, "dijo Kürti, profesor asociado de química. "Previamente, este era el problema:la gente ponía nitrógeno allí con funcionalidad adicional, pero el procesamiento adicional necesario para obtener un NH2 libre fue complicado ".

El investigador postdoctoral Zhe Zhou descubrió la reacción cuando mezcló un éter de silil enol y una fuente de nitrógeno en un solvente común, hexafluoroisopropanol, a temperatura ambiente y descubrió que imitaba la oxidación de Rubottom, una técnica establecida para oxidar enol éteres.

"El oxígeno se coloca habitualmente en la posición alfa, ", Dijo Kürti." Pero el nitrógeno, no. Somos los primeros en demostrar que esto es posible en una gran cantidad de sustratos, y es simple. Resulta que el propio disolvente cataliza la reacción ".

Zhou y el coautor e investigador postdoctoral Qing-Qing Cheng refinaron el método y posteriormente lo probaron haciendo 19 aminocetonas, incluyendo tres precursores de aminoácidos sintéticos. "Estos aminoácidos no naturales son importantes para el diseño de fármacos, ", Dijo Kürti." Los procesos enzimáticos en los organismos vivos no los van a atacar, porque no caben en los bolsillos de las enzimas ".

"Antes de que tuviéramos este proceso, no era imposible hacer este tipo de estructuras, "Dijo Zhou." Fue muy complicado y tomó muchos pasos. La meta, generalmente, es conseguirlos por el método más directo posible ".

Los procesos sintéticos anteriores del laboratorio de Kürti eliminaron la necesidad de catalizadores basados ​​en metales de transición en la fabricación de aminas para simplificar el enfoque de prueba y error habitual y, a menudo, ineficaz, involucrado en la fabricación de nuevos compuestos químicos como los medicamentos. Los catalizadores a base de metales que aceleran la aminación (la introducción de grupos amina en una molécula orgánica) también pueden contaminar el producto. por lo que el nuevo proceso también los evita.

"Nuestro método de aminación promete reemplazar un proceso común de tres pasos para producir alfa-aminocetonas, y el rendimiento, comparablemente, es muy bueno, "Dijo Zhou." En el proceso estándar, cada paso reduce el rendimiento, por lo que el proceso de un solo paso sigue siendo superior incluso si los rendimientos son idénticos, porque lleva menos tiempo y hay menos riesgo de que algo salga mal.

"Lo último que quieres es conseguir ocho pasos desde el principio y luego arruinarlo en el noveno porque las condiciones no son lo suficientemente selectivas, "Dijo." Los pasos de corte siempre son beneficiosos en la síntesis orgánica ".

Kürti estaba encantado de ver cómo sus cuentas de redes sociales se iluminaban con las felicitaciones de sus compañeros y conocidos industriales tras la publicación del artículo.

"Hay una nueva tendencia hacia la funcionalización en etapa tardía, donde las empresas con una biblioteca existente de compuestos pueden tomar 100 de ellos y realizar un paso adicional para producir 100 compuestos nuevos, ", dijo." Entonces, desde una perspectiva de propiedad intelectual, nuestro descubrimiento es un gran regalo para la industria. Realmente es una joya de descubrimiento ".