El nuevo método, descrito en un artículo que aparece el 11 de abril de 2024 en Nature Synthesis , permite a los químicos producir heterociclos saturados a partir de compuestos de amina en forma de cadena relativamente simples.

Los investigadores demostraron el poder de su nuevo método usándolo para realizar una síntesis eficiente de estemoamida, un compuesto complejo derivado de plantas que se encuentra en las medicinas tradicionales.

"Estas nuevas reacciones deberían hacer que sea más fácil que nunca construir heterociclos saturados con tamaños de anillo y estructuras que sean relevantes para el desarrollo de fármacos", dice el autor principal del estudio, Jin-Quan Yu, Ph.D., profesor de química Frank y Bertha Hupp en Bristol. Cátedra Myers Squibb de Química en Scripps Research.

El primer autor fue Sam Chan, Ph.D., investigador asociado postdoctoral en el laboratorio de Yu durante el estudio.

Los heterociclos saturados son compuestos orgánicos cíclicos cuya estructura principal contiene al menos un átomo que no es de carbono. En los compuestos farmacológicos heterocíclicos, el átomo que no es de carbono suele ser un átomo de nitrógeno, que a menudo desempeña un papel crucial en la determinación de las propiedades químicas y la eficacia terapéutica del compuesto. Sin embargo, los métodos actuales para fabricar estos valiosos compuestos son bastante limitados. Incluso cuando se pueden utilizar, tienden a ser engorrosos o requieren materiales de partida relativamente caros y complejos.

"La forma más conveniente de forjar un anillo así sería tomar un compuesto de amina alifática fácilmente disponible, que contiene nitrógeno, y unir ese nitrógeno a otra parte de su columna vertebral de carbono, esencialmente plegando la molécula sobre sí misma", dice Yu. P>

Esto implicaría la eliminación de un átomo de hidrógeno para permitir que se forme el nuevo enlace carbono-nitrógeno, lo que lo convertiría en un tipo de reacción de "activación C-H", que durante mucho tiempo fue la especialidad del laboratorio de Yu. No ha existido tal reacción C-H para formar aminas cíclicas; al menos, no es práctica. Para el nuevo estudio, Yu y su equipo se propusieron inventar uno.

El método que finalmente idearon incluía un catalizador de paladio para romper el enlace C-H. También involucró un conjunto de moléculas llamadas piridina-piridonas cloradas que funcionan como los llamados ligandos con la geometría adecuada para promover la formación de nuevos enlaces C-N.

Los químicos mostraron su nuevo enfoque al producir fácilmente docenas de aminas cíclicas y estructuras relacionadas, incluidas γ y δ lactamas, pirrolidinas y tetrahidroquinolinas, todas las cuales serían de interés para los químicos farmacéuticos.

En un broche de oro final, mostraron la utilidad de su método con una síntesis (comenzando casi desde cero con un compuesto de amina muy simple) de la amida cíclica estemoamida, de origen vegetal, que ha sido vista como un posible punto de partida para nuevos antiinflamatorios. drogas.

Yu y su equipo están trabajando actualmente para ampliar su nuevo enfoque y crear otros tipos de heterociclo saturado.

"Metileno C catalizado por paladio (sp ³ )–H lactamización y cicloaminación habilitadas por ligandos de piridina-piridona clorada" fue coautor de Hau Sun Sam Chan, Yilin Lu y Jin-Quan Yu, todos de Scripps Research.