Los químicos de TSRI desarrollan nuevo método para lograr la reacción química en industria farmacéutica

Los científicos en el The Scripps Research Institute (TSRI) han encontrado una nueva y mejor manera de lograr una reacción química que se utiliza extensamente en las industrias farmacéuticas así como del sabor y de la fragancia.

Los métodos tradicionales de “oxidación allylic” emplean típicamente los reactivos tóxicos y/o costosos tales como cromo, rutenio o selenio. Eso evita en gran parte que la reacción sea utilizada en las escalas industriales, por ejemplo para fabricar los productos farmacéuticos. Por el contrario, el nuevo método de los químicos de TSRI es fácilmente escalable: Utiliza las solamente substancias químicas baratas, seguras, junto con pasado de moda electroquímica-impulsando una reacción con una corriente eléctrica.

“Resulta uno de los mejores reactivos que usted puede comprar se está sentando en su enchufe de pared,” dijo al investigador principal Phil Baran, el profesor de Darlene Shiley de la química en TSRI.

En colaboración con químicos farmacéuticos en Bristol-Myers Squibb y las ciencias de la vida China-basadas de Asymchem, Baran y sus personas demostraron el valor de la nueva técnica usando ella para hacer más de 40 composición-muchos solicitados más barato, limpio y escalable que los métodos existentes permiten.

“La extensión de la reacción es apenas fenomenal, es fácil estupendo hacer, y la mejoría total en continuidad ambiental es dramática,” dijo a Baran.

El trabajo fue publicado el 20 de abril de 2016, en la naturaleza del gorrón.

Apenas un poco oxígeno

Las reacciones Allylic de la oxidación esencialmente sujetan un oxígeno a un carbono dentro de un atado de los átomos llamados una característica común del grupo-uno el alílico en las moléculas orgánicas. La adición de ese un átomo de oxígeno puede traer alrededor de un cambio importante en las propiedades de la molécula total, y la oxidación allylic se utiliza así en química, para perfeccionar a veces las propiedades de un compuesto existente y para habilitar a veces la síntesis de una composición de otra manera obtenible solamente de las instalaciones.

Porque la gran mayoría de reacciones allylic previamente publicadas de la oxidación emplea los reactivos que son tóxicos o costosos, o ambos, se han restringido casi totalmente a los usos a escala reducida para los cuales la carga del desecho tóxico es fácilmente manejable.

Hace varios años, Baran y su laboratorio se establecieron para encontrar una manera más barata y más respetuosa del medio ambiente de realizar oxidaciones allylic, así que podrían ser útiles en escalas más grandes. La investigación literaria inicial de las personas los llevó a un método electroquímica-basado relativamente indeterminado publicado por los investigadores japoneses en 1985. Que el método tenía demasiado bajo lejano un rendimiento a ser útil en sus el propio, pero lo apuntó la manera a un mejor método, porque no requirió tanto de los reactivos problemáticos usados en otras oxidaciones allylic.

Corriente de una batería simple

Después de la experimentación extensa, Baran y sus colegas, incluyendo el socio de investigación de los autores del co-guía Evan J. Horn y estudiante de tercer ciclo Brandon R. Rosen, desarrollaron un nuevo método electroquímica-basado en el cual todos los reactivos y otros detalles del montaje son relativamente simples, baratos y respetuosos del medio ambiente.

Los electrodos usados para transmitir la corriente a través del buque de la reacción se hacen del carbono vítreo y del costo apenas algunos dólares cada uno. La fuente del oxígeno no es oxidante líquido disponible puro del O2 gas-que tiende a crear un peligro del fuego/de la explosión en industrial escala-pero de a extensamente -, hidroperóxido tert-butílica. La base y el disolvente son piridina y acetona, baratas y ubicuas en laboratorios de química. Derivan al mediador electroquímico, que ayuda a quitar los átomos de hidrógeno de las moléculas originales para hacer la manera para los oxígenos, en un paso de un no tóxico, barato y extensamente - ignífugo disponible. La corriente eléctrica es regulada por un potentiostat, que a su vez se puede controlar por una computadora portátil; la fuente actual es una batería simple.

“Usted podría utilizar una batería de la linterna o aún una batería de vehículo si usted quiso,” Baran dijo.

Baran y sus colegas demostraron inicialmente el nuevo método empleando oxidaciones allylic para modificar varias composiciones del interés a Bristol-Myers Squibb (BMS), que tiene una colaboración en curso de la investigación con el laboratorio de Baran.

Él y sus personas de TSRI entonces demostraron el método en más que docena composiciones conocidas ampliamente como terpeno-de gran interés a los químicos en la industria del pharma y a otra parte.

“Entre otras cosas utilizamos el método para hacer un poco de terpeno productos naturales,” dijo el claxon. “Algunos de éstos se relacionaron con la química medicinal, pero también hicimos algunas composiciones que son importantes para la industria-materia del sabor y de la fragancia ese agradable real de los olores.”

Una reacción rindió el nootkatone de la duro-a-obtención, una composición natural que las ayudas dan los pomelos a su sabor y también aparece ser un insecticida seguro.

Mejorías llamativas

En casi todas estas demostraciones, las ventajas del nuevo método sobre rendimientos anteriormente método-mejores, más seguro y más barato reactivo-golpeaban.

“Para una oxidación, el método anterior requirió un reactivo del cromo en 15 a una índices con la composición que se oxidará, con todo podíamos lograr la misma transformación con electricidad y un barato, oxidante seguro, industrial y ningún cromo,” dijo a Rosen.

Los químicos en las ciencias de la vida de Asymchem, una organización de investigación proceso-orientada del contrato con un interés en electroquímica, realizado una reacción de la demostración en un ambiente, la escala de 100 gramos y probado su simplicidad y robustez usando una ferretería simple bucket para su buque de la reacción. “Hacer eso con un reactivo tradicional del cromo o del rutenio habría generado lejos demasiado desecho tóxico,” Baran dijo.

Baran y su grupo en TSRI están siguiendo esta investigación explorando fragancia y usos sabor-relacionados posibles, y también están colaborando con BMS y Asymchem para desarrollar los métodos electroquímica-basados para las reacciones más allá de la oxidación allylic.

“Nuestra esperanza,” dijo a Baran, “es eso dentro de 10 años, en las compañías como químicos medicinales de BMS y los químicos de proceso emplearán rutinario electroquímica-y todos tendrán potentiostats en sus capos motor, al lado de sus placas de revolvimiento.”