Nuove scoperte in farmacologia: azetidine stabili grazie alla luce visibile

RomeUn nuovo metodo per sintetizzare azetidine con la luce visibile scoperto a Michigan

I chimici dell'Università del Michigan hanno trovato un nuovo metodo per creare azetidine utilizzando la luce visibile. Questi composti sono cruciali nella produzione di farmaci grazie alla loro stabilità. Il team, guidato dalla chimica Corinna Schindler, ha pubblicato i risultati della ricerca sulla rivista Science. Questo nuovo approccio è più sicuro e semplice rispetto alle tecniche precedenti.

Azetidine: Strutture chiave nei farmaci

Le azetidine sono strutture chimiche contenenti azoto presenti in circa il 60% dei farmaci. Queste molecole hanno anelli che includono almeno un atomo di azoto e le forme più comuni includono cinque o sei atomi nell'anello. Tuttavia, questi anelli non sono molto stabili e possono rompersi nel corpo, riducendo l'efficacia del farmaco.

La squadra di Schindler propone l'uso di azetidine monocicliche, caratterizzate da una stabile struttura ad anello a quattro membri. Tuttavia, la sintesi delle azetidine risulta complessa. Le principali reazioni coinvolte non sono molto versatili o producono solo tipi specifici di azetidine. Per la creazione di vari farmaci sono necessari tipi differenti.

I ricercatori hanno impiegato un metodo di cicloaddizione [2+2] per sintetizzare azetidine monocicliche. Questa tecnica richiede l'uso della luce per eccitare atomi o molecole e avviare la reazione. Come materiali di partenza, hanno utilizzato immine acicliche e alcheni, facilmente modificabili per ottenere una varietà di prodotti diversi.

Ecco cosa rende speciale il loro metodo:

• Utilizza luce visibile, più sicura rispetto ai raggi ultravioletti
• Prevede un fotocatalizzatore per raggiungere lo stato eccitato
• Offre la possibilità di variare imine e alcheni per ottenere prodotti differenti

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Emily Wearing, l'autrice principale, spiega che l'uso della luce visibile è più sicuro e più semplice rispetto alla luce UV. Il nuovo metodo accoppia la luce visibile con specifiche imine e alcheni per migliorare la reazione. Questo approccio sfrutta la reazione di aza Paternò-Büchi per ottenere i risultati desiderati.

Il team ha collaborato con la ricercatrice del MIT Heather Kulik per effettuare un'analisi computazionale. Il laboratorio di Kulik ha scoperto che alcune imine e alcheni riducono la difficoltà della reazione, identificando inoltre i fattori che portano a elevate rese di azetidine.

La studentessa laureanda Seren Parikh e il ricercatore postdottorato Yu-Cheng Yeh hanno testato il metodo. Hanno dimostrato che funziona su diversi composti di imina e alchene, producendo sei composti azetidinici di rilevanza biologica. Tra gli esempi vi sono il collegamento di un'azetidina a un derivato dell'estrogeno e la sintesi di analoghi della penaresidina B, tossica per le cellule tumorali. Questo rappresenta la prima sintesi totale della penaresidina B utilizzando la ciclizzazione [2+2].

Comprendere questa reazione facilita la creazione di reazioni simili in futuro. Secondo Schindler, questo metodo offre un piano chiaro per sviluppare nuove reazioni. Ora i ricercatori possono ottenere mattoni di base che prima erano difficili da reperire.

La scoperta offre un metodo innovativo, più semplice e sicuro per produrre azetidine, fondamentali nella sintesi di vari farmaci. Le aziende farmaceutiche possono ora adottare questa tecnica per diverse linee di produzione di medicinali.

Il team dell'Università del Michigan ha sviluppato un metodo più sicuro utilizzando la luce visibile per produrre composti di azetidina stabili. Questo progresso potrebbe notevolmente migliorare lo sviluppo di farmaci, rendendolo più rapido e flessibile.