Produciendo aziridinas con alto rendimiento y alta pureza utilizando un catalizador novedoso. Científicos de Japón propusieron recientemente un posible estado de transición para la reacción entre aziridinas y oxazolonas en presencia de un catalizador de sulfonamida de alcaloide cinchona, produciendo compuestos de aziridina-oxazolona deseables con altos rendimientos y enantioselectividad o pureza. Crédito:Shuichi Nakamura de NITech
A menos que hayas estudiado química en la universidad, es poco probable que se haya encontrado con el nombre de aziridina. Un compuesto orgánico con la fórmula molecular, C 2 H 4 NUEVA HAMPSHIRE, las aziridinas son bien conocidas entre los químicos medicinales, que utilizan el compuesto para preparar fármacos como la mitomicina C, un agente quimioterapéutico conocido por su actividad antitumoral. Específicamente, Las aziridinas son lo que los químicos llaman enantiómeros:moléculas que son imágenes especulares entre sí y no pueden superponerse unas a otras. Una peculiaridad de los enantiómeros es que la actividad biológica de uno es diferente de su imagen especular y solo uno de ellos es deseable para fabricar fármacos. Farmacia, por lo tanto, opte regularmente por técnicas de síntesis asimétricas o enantioselectivas que produzcan el enantiómero deseado en mayores cantidades.
Una de esas técnicas que ha atraído recientemente la atención desde el punto de vista de la síntesis farmacéutica implica el uso de oxazolonas, compuestos químicos con la fórmula molecular C 3 H 3 NO 2 - preparar aziridinas. "Las oxazolonas son bien conocidas por su versatilidad para producir compuestos biológicamente activos, "explica el profesor Shuichi Nakamura del Instituto de Tecnología de Nagoya (NITech), Japón, que estudia reacciones asimétricas, "Sin embargo, las reacciones enantioselectivas de 2H-azirinas con oxazolonas no han sido muy fructíferas, a pesar de ser promocionado como uno de los métodos más eficientes para sintetizar aziridinas ".
En un nuevo estudio publicado recientemente en Letras orgánicas , El profesor Nakamura junto con sus colegas de NITech y la Universidad de Osaka, Japón, exploró este problema y, en un avance significativo, logró obtener compuestos de aziridina-oxazolona en altos rendimientos (99%) así como alta enantioselectividad o pureza (98%). Además, el equipo utilizó un catalizador original que desarrollaron para catalizar las reacciones que estudiaron.
El equipo comenzó calentando α-azideacrilatos a 150 ° C en un disolvente orgánico tetrahidrofurano (THF) para preparar 2H-azirinas y luego las hizo reaccionar con oxazolonas en presencia de varios organocatalizadores para producir diferentes compuestos de aziridina-oxazolona. En particular, El equipo examinó el efecto del catalizador cinchonina y varios grupos heteroarenecarbonyl y heteroarensulfonyl en organocatalizadores derivados de alcaloides de cinchona y encontró que las reacciones usando catalizadores con un grupo 2-piridinesulfonilo o un grupo 8-quinolinesulfonilo dieron tanto un alto rendimiento (81-99% ) así como alta enantiopuridad (93-98%). Además, Los científicos observaron que la reacción entre una 2H-azirina que contiene un grupo éster etílico y una oxazolona con un 3, El grupo 5-dimetoxifenilo en presencia del catalizador con un grupo 8-quinolinesulfonilo también dio altos rendimientos (98-99%) así como enantiopuridad (97-98%).
Luego, el equipo pasó a explorar la reacción entre 2H-azirina con grupo éster etílico y una variedad más amplia de oxazolonas en presencia del catalizador con grupo 8-quinolinesulfonilo. En todas las reacciones observaron altos rendimientos (77-99%) y enantiopuridades (94-99%) excepto uno para el caso de una oxazolona que lleva un grupo bencilo y el catalizador con grupo 2-piridilsulfonilo que solo produjo un rendimiento moderado ( 61%) y pureza (86%). Es más, pudieron convertir las aziridinas obtenidas en varios otros enantiómeros sin ninguna pérdida de pureza.
Finalmente, el equipo propuso un mecanismo catalítico y un estado de transición para la reacción de 2H-azirinas con oxazolonas en el que el catalizador activa tanto la oxazolona como la 2H-azirina, que luego reaccionan para dar un producto de adición que, Sucesivamente, produce la aziridina con regeneración del catalizador.
Si bien el mecanismo detallado aún no se ha aclarado, los científicos están entusiasmados con sus hallazgos y esperan la aplicación del método en medicina y farmacología. "Tiene el potencial de proporcionar a las personas nuevos medicamentos y crear nuevos fármacos, así como fármacos candidatos que actualmente son difíciles de sintetizar. Además, el catalizador utilizado en este estudio se puede utilizar para muchas otras reacciones sintéticas estereo-selectivas, "observa un optimista Prof. Nakamura.
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