Nieuwe wegen in de medicijnontwikkeling met zichtbaar licht: doorbraak van het team van Corinna Schindler

AmsterdamScheikundigen aan de Universiteit van Michigan hebben een nieuwe manier ontdekt om azetidines te maken met behulp van zichtbaar licht. Azetidines zijn belangrijk voor de productie van medicijnen omdat ze stabiel zijn. Het team, geleid door chemicus Corinna Schindler, heeft hun bevindingen gepubliceerd in het tijdschrift Science. Deze nieuwe methode is veiliger en eenvoudiger dan oudere technieken.

Azetidines zijn chemische structuren met stikstof die in ongeveer 60% van de geneesmiddelen voorkomen. Deze structuren hebben ringen die ten minste één stikstofatoom bevatten. De meest voorkomende vormen hebben vijf of zes atomen in de ring. Echter, deze ringen zijn niet erg stabiel en kunnen in het lichaam afbreken, wat de effectiviteit van het geneesmiddel vermindert.

Schindlers team stelt voor om monocyclische azetidines te gebruiken, die een stabiele vierringstructuur hebben. Het maken van azetidines is echter lastig. De belangrijkste reacties zijn ofwel niet veelzijdig of produceren alleen specifieke soorten azetidines. Voor het creëren van verschillende medicijnen zijn namelijk diverse types nodig.

De onderzoekers hebben een [2+2]-cycloadditie methode gebruikt om monocyclische azetidines te synthetiseren. Deze methode vereist licht om atomen of moleculen te activeren voor de reactie. Ze gebruikten acyclische iminen en alkenen als uitgangsmaterialen, aangezien deze gemakkelijk te variëren zijn en verschillende producten kunnen opleveren.

Wat deze methode bijzonder maakt:

• Maakt gebruik van zichtbaar licht, wat veiliger is dan ultraviolet licht
• Gebruikt een fotokatalysator om de aangeslagen toestand te bereiken
• Staat toe om verschillende imines en alkenen te gebruiken voor een breed scala aan producten

Emily Wearing, de hoofdauteur, legt uit dat het gebruik van zichtbaar licht veiliger en eenvoudiger is dan UV-licht. De nieuwe methode combineert zichtbaar licht met specifieke imines en alkenen om de reactie te verbeteren. Deze benadering maakt gebruik van de aza Paternò-Büchi-reactie om de gewenste resultaten te bereiken.

Lees ook:

Vandaag · 19:44

Naar een geïntegreerd energieplan: op weg naar nul uitstoot

Het team werkte samen met MIT-onderzoeker Heather Kulik om een computergestuurde analyse uit te voeren. Het lab van Kulik ontdekte dat bepaalde imines en alkenen de moeilijkheidsgraad van de reactie verlagen. Ze identificeerden ook wat leidt tot een hoge opbrengst van azetidines.

Graduate student Seren Parikh en postdoctoraal onderzoeker Yu-Cheng Yeh hebben de methode getest en aangetoond dat deze werkt op diverse imine- en alkeenverbindingen. Ze creëerden zes biologisch relevante azetidineverbindingen, waaronder een azetidine aan een oestrogeen-derivaat en analogen van penaresidine B, die giftig zijn voor tumorcellen. Dit is de eerste totale synthese van penaresidine B met behulp van de [2+2]-cycloadditie.

Het begrijpen van deze reactie helpt bij het ontwikkelen van vergelijkbare reacties in de toekomst. Volgens Schindler biedt deze methode een helder plan voor het creëren van nieuwe reacties. Wetenschappers kunnen nu bouwstenen verkrijgen die voorheen moeilijk te vinden waren.

De ontdekking biedt een nieuwe, gemakkelijkere en veiligere methode om azetidines te maken, die essentieel zijn voor de productie van diverse geneesmiddelen. Farmaceutische bedrijven kunnen deze methode nu inzetten voor verschillende soorten medicijnproductie.

Het team van de Universiteit van Michigan heeft een veiligere methode ontwikkeld om stabiele azetidine verbindingen te produceren met behulp van zichtbaar licht. Hun werk kan de ontwikkeling van medicijnen aanzienlijk verbeteren door het proces sneller en flexibeler te maken.