El químico de la Universidad RUDN Erik Van der Eycken ha ideado un nuevo método para la síntesis de un gran grupo de compuestos orgánicos poliheterocíclicos complejos, que pueden tener aplicaciones para nuevos productos farmacéuticos. El investigador recurrió a una reacción de dos pasos en la que utilizó reactivos y catalizadores orgánicos asequibles y baratos a base de oro. lo que le permitió sintetizar hasta 28 nuevas moléculas. Este enfoque ampliará significativamente las bibliotecas de sustancias biológicamente activas. El trabajo fue publicado en Química orgánica y biomolecular .

La búsqueda de nuevos medicamentos generalmente no comienza con los médicos, pero con químicos sintéticos. Buscan desarrollar las llamadas bibliotecas, una serie de sustancias orgánicas similares que potencialmente pueden exhibir actividad biológica. No se trata de sustancias "individuales", pero con bibliotecas facilita el aislamiento de compuestos altamente efectivos que pueden ser ligeramente diferentes de sus análogos menos efectivos, "vecinos" en la biblioteca.

"Diversas bibliotecas de moléculas pequeñas constituyen una parte importante del proceso de descubrimiento de fármacos. En las últimas décadas, El desarrollo del cribado de alto rendimiento ha permitido la evaluación biológica extremadamente rápida de grandes colecciones de pequeñas moléculas orgánicas. Sin embargo, La creciente evidencia sugiere ahora que muchas colecciones de compuestos existentes son inadecuadas en la búsqueda de nuevas entidades moleculares capaces de interactuar con dianas biológicas complejas. Por lo tanto, la generación de diversas bibliotecas moleculares todavía tiene una gran demanda, "dice Van der Eycken.

Existen dificultades para crear algunas de estas bibliotecas, p.ej., para moléculas policíclicas con varios heteroátomos:nitrógeno, oxígeno, o azufre. La mayoría de los compuestos conocidos de este grupo exhiben actividad biológica. Por ejemplo, el grupo incluye vincamina, un fármaco para estimular la circulación cerebral en la demencia, o tsitsikammamin, un inhibidor de la topoisomerasa, conocido por su efecto antimicrobiano y antipalúdico. Sin embargo, no existe un método universal para obtener estos compuestos, y para verificar su acción farmacológica, es necesario idear un esquema de síntesis particular y, a menudo, de varias etapas para cada uno de ellos.

Van der Eycken ideó un método que obtiene compuestos de este grupo utilizando solo reactivos baratos y generalizados. Lograr esto, el químico eligió la reacción de Ugi multicomponente para la primera etapa del esquema. Esta reacción combina cuatro moléculas orgánicas simples en una sola estructura. Ayudó a Van der Eycken a obtener una molécula policíclica aromática con varios heteroátomos del indol, pirrol benzotiofeno o furano.

La siguiente etapa en el esquema propuesto fue la reacción de desaromatización, es decir, la saturación de dobles enlaces en el anillo de benceno combinada con la espirociclación, es decir., la formación de estructuras de anillo dentro de la molécula en la que un átomo de carbono pertenece a varios ciclos a la vez. Van der Eycken utilizó este escenario principal para tales compuestos por primera vez.

Logró seleccionar el catalizador y la temperatura bajo la cual se rompe la aromaticidad en estructuras heterocíclicas aromáticas, y los sitios del extremo opuesto de la molécula compleja están unidos a varios átomos de carbono. En total, el químico revisó 15 catalizadores con una composición similar a base de cloruro de oro, y uno de ellos hizo posible un rendimiento del 53 al 98 por ciento, dependiendo de la estructura de las sustancias reaccionantes. La temperatura de síntesis óptima fue de 70 a 110 grados, y el tiempo de síntesis fue de dos a 30 horas.

El esquema propuesto se utiliza mejor para obtener compuestos en los que los anillos no contienen grupos laterales en absoluto, o en el que dichos grupos tienen una estructura aromática. Pero dado que el grupo lateral acetilo generalmente detiene la reacción, se puede utilizar como elemento protector en dicho esquema. En total, el químico sintetizó 28 compuestos, cada uno de los cuales tiene la estructura policíclica necesaria, lo que amplía significativamente la biblioteca de candidatos a medicamentos y sustancias biológicamente activas.

"Nuestro protocolo recientemente desarrollado permite la construcción rápida de bibliotecas de compuestos poliheterocíclicos similares a productos naturales complejos orientados a la diversidad de una manera económica de alto nivel de átomos y pasos, que aparece como una herramienta emergente para la detección de alto rendimiento en el descubrimiento de fármacos / clientes potenciales. Las bibliotecas de moléculas pequeñas complejas generadas se utilizarán para el cribado de alto rendimiento, "Dice Erik Van der Eycken.