Gli scienziati identificano il nuovo trattamento catalitico per creare i prodotti farmaceutici con meno rifiuti chimici

Il nuovo trattamento catalitico ha potuto essere usato per creare i prodotti farmaceutici con meno rifiuti chimici

Tanto come due bambini nel sedile posteriore di un'automobile, può essere provocatorio convincere due catalizzatori a cooperare per il maggior buon. Ora i chimici di Northwestern University hanno dovuto due catalizzatori per lavorare insieme sullo stesso compito -- qualcosa fatto facilmente di natura ma una cosa difficile per fare in laboratorio.

I risultati, pubblicati dalla chimica della natura del giornale, permetteranno che i chimici medicinali inventino le nuove reazioni e che produrranno i composti bioactive apprezzati più velocemente con meno impatto sull'ambiente.

La catalisi è chimica inerentemente verde. Le reazioni catalitiche impiegano tipicamente una singola molecola (un catalizzatore) per migliorare una reazione o per permettere una reazione che non sia altrimenti possibile. Poiché un catalizzatore deve soltanto essere utilizzato molto nelle piccole quantità, il potenziale di gestire i trattamenti chimici mentre diminuisce lo spreco rende la catalisi molto attraente. Il gruppo nordoccidentale ha voluto vedere se potessero girare una buona cosa -- un singolo catalizzatore -- in qualcosa ancora migliore impiegando due catalizzatori.

“Nel nostro nuovo approccio, abbiamo scoperto un paio dei catalizzatori che funzionano in cooperazione per produrre i composti apprezzati per la ricerca biomedica, che è importante data la domanda di nuovi prodotti farmaceutici di tutti i generi,„ abbiamo detto l'autore Karl senior A. Scheidt, Irving M. Klotz professore di chimica nell'istituto universitario di Weinberg delle arti e delle scienze. “Catalisi cooperativa -- facendo uso di due catalizzatori invece di appena uno -- ci aiuterà a sviluppare i composti importanti più velocemente e con meno spreco. Egualmente apre una nuova area emozionante della catalisi per esplorare.„

Scheidt ed il suo gruppo hanno cominciato con i prodotti chimici di riserva semplici ed hanno finito con una serie di composti che sono l'un l'altro potenzialmente bioactive e simili. Nella reazione, il catalizzatore uno (un sale del magnesio che funge da “acido di Lewis„ elettrone-carente) attiva una molecola ed il catalizzatore due (un mimo di tiamina, di un carbene e “di una di una base di Lewis„ ricca d'elettrone) attiva una seconda molecola simultaneamente. I due hanno attivato i substrati vengono insieme. Il risultato è produzione efficiente e controllata della rapida, del un gran numero una molecola chiamata gamma-lattame, una particella elementare chiave per molti prodotti farmaceutici.

Su documento, i due catalizzatori dovrebbero legare insieme e non essere che efficace mentre i catalizzatori, ma, risulta, essi non interagisce strettamente quello. Invece, quando c'è un substrato per ogni catalizzatore, funzionano in tandem. Prima di questa scoperta, nessuno aveva identificato un acido di Lewis elettrone-carente del metallo che funziona con un carbene. (Il carbene di A è una molecola altamente reattiva e transitoria in cui un atomo di carbonio ha soltanto due obbligazioni contro i quattro normali.)

“La natura impiega molta catalisi -- per fare tali trasformazioni biologiche cruciali come le acilazioni, le ossidazioni e le riduzioni, ma è duri da fare che natura fa in una boccetta,„ hanno detto Scheidt, Direttore del centro nordoccidentale per innovazione e la scoperta molecolari della droga. “Ottenere due catalizzatori che sono apparentemente incompatibili lavorare insieme è un avanzamento significativo. Ora abbiamo un grande primo punto a realizzare la piena capacità di questa strategia cooperativa potente di catalisi. Infine, questo approccio dovrebbe permettere che i chimici combinino le componenti semplici nelle circostanze catalitiche per generare i nuovi composti bioactive di valore alto.„

Source:

Northwestern University