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Os químicos de TSRI planejam a ferramenta versátil da molécula-construção para criar drogas novas e produtos químicos

Os químicos no The Scripps Research Institute (TSRI) planejaram uma ferramenta versátil da molécula-construção para criar drogas novas e outros produtos químicos.

A ferramenta é uma molécula pequena conhecida como um molde. Tem uma estrutura e umas funções longas, curvadas como um guindaste e uma destruir-bola, ancorando-se temporariamente a de uma parte de uma molécula do alvo e balançando um átomo do paládio para quebrar uma ligação química em uma parte distante da molécula. Permite que os químicos façam alterações relativamente fáceis aos locais nas moléculas orgânicas que são de outra maneira difíceis ou impossíveis de alcançar.

A invenção traz a química uma etapa mais perto de um objetivo ambicioso: podendo usar técnicas da síntese orgânica do laboratório para fazer as transformações altamente selectivas das moléculas que as enzimas catalisam na vida pilha-mas sem limitações das enzimas.

As “enzimas que evoluíram sobre milhões de anos são muito boas em fazer este tipo da alteração de moléculas orgânicas complexas, e aqui de nós estão mostrando que nós podemos conseguir um efeito similar, com versatilidade muito maior, usando um molde catalítico pequeno,” disseram o estudo professor superior de Jin-Quan Yu autor, de Frank e de Bertha Hupp no departamento de química em TSRI.

Porque relatam hoje na natureza do jornal, Yu e seus colegas demonstraram seu molde catalítico novo usando o alterar-em uma maneira que fosse previamente impossível--moléculas que são encontradas geralmente nas drogas e em outros compostos biologicamente activos.

As ajudas da ferramenta resolvem um problema importante na química

O molde é projectado remover um átomo simples do hidrogênio (h) da espinha dorsal do carbono (c) de uma molécula orgânica, permitindo o acessório de um conjunto mais complexo e mais reactivo de átomos. Estes remoção e processo da substituição, conhecido como a activação do C-H, são uma etapa básica na molécula-construção e conferem frequentemente em uma molécula as propriedades chaves que fazem útil como uma droga ou o outro produto. Neste caso, o alvo é executar a corrente alternada - activação de H em pontos especialmente difíciis de alcançar em moléculas do alvo.

As versões iniciais de moldes remotos da activação do C-H, relatadas pelo laboratório de Yu em dois papéis precedentes na natureza, podem ancorar-se a um lado de uma molécula e de facto balançar um átomo do paládio ao redor para bater e quebrar selectivamente a corrente alternada - ligação de H no lado distante da molécula.

Quando estes moldes da primeiro-geração forem adotados por muitos químicos, têm algumas limitações: Ancoram-se a uma molécula do alvo usando uma ligação (covalent) muito apertada, de modo que uma etapa extra da reacção seja exigida para os remover. Além disso frequentemente não podem anexar às moléculas chamadas os heterocycles, cujas as espinhas dorsais contêm um não-carbono tal como o nitrogênio-ainda mais do que a metade de moléculas modernas da droga cai sob esta categoria.

O molde novo é significado trabalhar com heterocycles, e ancora reversìvel de modo que, como uma enzima, tire naturalmente após ter feito seu trabalho e se mova sobre para catalisar activações novas do C-H. Elimina assim uma etapa da reacção e é exigido somente em quantidades pequenas.

O molde tem duas porções principais: uma estrutura longa, em forma de u para guardarar o átomo dequebra do paládio, e uma estrutura baixa que igualmente guardare um átomo do metal: paládio ou cobre. As peças do não-carbono de uma espinha dorsal do heterocycle tendem a atrair tais metais, e as façanhas novas do molde essa tendência usando um átomo do metal como sua âncora.

“Essa tendência dos metais colar aos heterocycles foi um problema notório ao tentar usar catalizadores do metal, mas neste caso nós estamos girando essa tendência para nossa vantagem,” Yu disse.

Para demonstrar a largura e o serviço público do molde novo projecte, as variações usadas equipe dela anexar moléculas orgânicas diferentes às estruturas do heterocycle que incluem o phenylpyridine e a quinoleína. Estes heterocycles frequentemente são encontrados nas drogas e em outras moléculas bioactive mas não foram modificáveis através da activação do C-H usando uns moldes mais adiantados.

Os produtos destas reacções novas, todo o potencial valioso comercialmente, versões novas incluídas de uma molécula planta-derivada, camptothecin, que tem propriedades antitumorosas de promessa.

“Esta aproximação fornece uma maneira nova de alterar ràpida as estruturas de moléculas orgânicas complexas, e assim deve ser amplamente útil no farmacêutico e outras indústrias químicas,” Yu disse.