Os químicos de TSRI desenvolvem o método novo para conseguir a reacção química na indústria farmacêutica

Os cientistas no The Scripps Research Institute (TSRI) encontraram uma maneira nova e melhor de conseguir uma reacção química que fosse usada extensamente nas indústrias farmacêuticas assim como do sabor e da fragrância.

Os métodos tradicionais “da oxidação allylic” empregam tipicamente reagentes tóxicos e/ou caros tais como o cromo, o ruténio ou o selênio. Isso impede pela maior parte que a reacção esteja usada em escalas industriais, por exemplo para fabricar fármacos. Pelo contraste, o método novo dos químicos de TSRI é facilmente evolutivo: Usa somente produtos químicos baratos, seguros, junto com antiquado electroquímica-conduzindo uma reacção com uma corrente elétrica.

“Despeja um dos melhores reagentes que você pode comprar se está sentando em seu soquete de parede,” disse o investigador principal Phil Baran, professor de Darlene Shiley da química em TSRI.

Em colaboração com químicos farmacêuticos em Bristol-Myers Squibb e na ciência da vida China-baseada de Asymchem, Baran e sua equipe demonstraram o valor da técnica nova usando a para fazer mais barata, limpa mais de 40 procurar-após o composto-muito e evolutivo do que os métodos existentes reservam.

“O espaço da reacção é apenas fenomenal, é fácil super fazer, e a melhoria total na sustentabilidade ambiental é dramática,” disse Baran.

O trabalho foi publicado 20 de abril de 2016, na natureza do jornal.

Apenas pouco oxigênio

As reacções Allylic da oxidação anexam essencialmente um oxigênio a um carbono dentro de um conjunto de átomos chamados uma característica comum do grupo-um do allyl em moléculas orgânicas. A adição desse um átomo de oxigênio pode trazer aproximadamente uma mudança importante nas propriedades da molécula total, e a oxidação allylic é usada assim durante todo a química, para melhorar às vezes as propriedades de um composto existente e para permitir às vezes a síntese de um composto de outra maneira obtenível somente das plantas.

Porque a grande maioria de reacções allylic previamente publicadas da oxidação emprega os reagentes que são tóxicos ou caros, ou ambos, foram restringidos quase inteiramente às aplicações em escala reduzida para que a carga dos resíduos tóxicos é facilmente manejável.

Diversos anos há, Baran e seu laboratório expor para encontrar uma maneira mais barata e mais a favor do meio ambiente de executar oxidações allylic, assim que poderia ser útil em escalas maiores. A busca de literatura inicial da equipe conduziu-o a um método electroquímica-baseado relativamente obscuro publicado por pesquisadores japoneses em 1985. Que o método o teve um rendimento distante demasiado baixo a ser útil no seus próprios, mas o aguçado a maneira a um método melhor, porque não exigiu o tanto como dos reagentes problemáticos usados em outras oxidações allylic.

Corrente de uma bateria simples

Após a experimentação extensiva, Baran e seus colegas, incluindo o investigador associado Evan J. Chifre e aluno diplomado Brandon R. Rosen dos autores do co-chumbo, desenvolveram um método electroquímica-baseado novo em que todos os reagentes e outros detalhes da instalação são relativamente simples, baratos e a favor do meio ambiente.

Os eléctrodos usados para transmitir a corrente através da embarcação da reacção são feitos do carbono vítreo e do custo apenas alguns dólares cada um. A fonte do oxigênio não é o O2 puro gás-que tende a criar um perigo do incêndio/explosão em industrial escala-mas um oxidante líquido amplamente disponível, hydroperoxide tert-butílico. A base e o solvente são piridina e acetona, baratas e ubíquos em laboratórios de química. O mediador eletroquímico, que ajuda em remover os átomos de hidrogênio das moléculas originais para fazer a maneira para oxigênios, é derivado em uma etapa de um não-tóxico, barato e da chama amplamente disponível - retardador. A corrente elétrica é regulada por um potentiostat, que por sua vez possa ser controlado por um portátil; a fonte actual é uma bateria simples.

“Você poderia usar uma bateria da lanterna ou mesmo uma bateria de carro se você quis,” Baran disse.

Baran e seus colegas demonstraram inicialmente o método novo empregando oxidações allylic para alterar diversos compostos do interesse a Bristol-Myers Squibb (BMS), que tem uma colaboração em curso da pesquisa com o laboratório de Baran.

E sua equipe de TSRI demonstraram então o método em mais do que dúzia compostos conhecidos amplamente como terpeno-do grande interesse aos químicos na indústria do pharma e em outra parte.

“Entre outras coisas nós usamos o método para fazer a algum terpeno produtos naturais,” disse o chifre. “Alguma destes relacionou-se à química medicinal, mas nós igualmente fizemos alguns compostos que são importantes para o indústria-material do sabor e da fragrância esse agradável real dos cheiros.”

Uma reacção rendeu o nootkatone da duro-à-obtenção, um composto natural que as ajudas dessem toranjas a seu sabor e igualmente parece ser um insecticida seguro.

Melhorias impressionantes

Em quase todas estas demonstrações, as vantagens do método novo sobre rendimentos previamente método-melhores, mais seguro e mais barato reagente-estavam golpeando.

“Para uma oxidação, o método prévio exigiu um reagente do cromo em umas 15 a umas relações com o composto a ser oxidado, contudo nós podíamos realizar a mesma transformação com electricidade e um barato, oxidante seguro, industrial e nenhum cromo,” disse Rosen.

Os químicos na ciência da vida de Asymchem, uma organização de investigação processo-orientada do contrato com um interesse na electroquímica, executado uma reacção da demonstração em um media, na escala de 100 relvados e provado seus simplicidade e vigor usando uma loja de ferragens simples bucket para sua embarcação da reacção. “Fazer isso com um reagente tradicional do cromo ou do ruténio geraria distante demasiados resíduos tóxicos,” Baran disse.

Baran e seu grupo em TSRI estão continuando esta pesquisa explorando fragrância e aplicações sabor-relacionadas possíveis, e igualmente estão colaborando com BMS e Asymchem para desenvolver métodos electroquímica-baseados para reacções além da oxidação allylic.

“Nossa esperança,” disse Baran, “é que 10 anos a partir de agora, em empresas como químicos medicinais de BMS e químicos do processo empregarão rotineiramente electroquímica-e todos terão potentiostats em suas capas, ao lado de suas placas agitar.”