Att skapa läkemedelsdelar med synligt ljus för ökad stabilitet i nya studier

StockholmKemister vid University of Michigan har upptäckt ett nytt sätt att skapa azetidiner med hjälp av synligt ljus. Azetidiner är viktiga i läkemedelsproduktion eftersom de är stabila. Teamet, lett av kemisten Corinna Schindler, publicerade sina resultat i tidskriften Science. Denna nya metod är säkrare och enklare än äldre tekniker.

Azetidiner är kemiska strukturer som innehåller kväve och återfinns i ungefär 60 % av läkemedlen. Dessa strukturer består av ringar som inkluderar minst en kväveatom. De vanligaste formerna har fem eller sex atomer i ringen. Dock är dessa ringar inte särskilt stabila och kan brytas ner i kroppen, vilket minskar läkemedlets effektivitet.

Schindlers team föreslår användningen av monocycliska azetidiner, som har en stabil fyrdelad ringstruktur. Dock är det svårt att framställa azetidiner. De huvudsakliga reaktionerna som är inblandade är antingen inte mångsidiga eller producerar endast specifika typer av azetidiner. Olika typer behövs för att skapa olika läkemedel.

Forskarna använde en [2+2]-cykloadditionsmetod för att skapa monocykliska azetidiner. Denna metod kräver ljus för att excitera atomer eller molekyler för reaktionen. De använde acykliska iminer och alkener som utgångsmaterial. Dessa är lätta att variera och ger olika produkter.

Här är vad som gör deras metod speciell:

• Använder synligt ljus, vilket är säkrare än ultraviolett ljus
• Involverar en fotokatalysator för att nå det exciterade tillståndet
• Möjliggör variation av iminer och alkener för att få fram olika produkter

Emily Wearing, huvudförfattaren, förklarar att det är säkrare och enklare att använda synligt ljus än UV-ljus. Den nya metoden kombinerar synligt ljus med specifika iminer och alkener för att förbättra reaktionen. Denna metod använder aza Paternò-Büchi-reaktionen för att uppnå önskade resultat.

Läs också:

Idag · 17:51

Reflekterande tak och solpaneler: Londons svala lösning

Teamet samarbetade med MIT-forskaren Heather Kulik för att utföra en beräkningsanalys. Kuliks laboratorium upptäckte att vissa iminer och alkener minskar reaktionens svårighetsgrad. De identifierade också vad som leder till att azetidiner produceras i höga mängder.

Doktorand Seren Parikh och postdoktor Yu-Cheng Yeh testade metoden. De visade att den fungerar på olika iminer och alkener. De framställde sex biologiskt relevanta azetidinföreningar. Exempelvis innefattade det att fästa en azetidin till en östrogenderivat och syntetisera analoger av penaresidin B, som är giftigt för tumörceller. Detta markerar den första totala syntesen av penaresidin B med hjälp av [2+2]-cykloaddition.

Att förstå denna reaktion underlättar skapandet av liknande reaktioner i framtiden. Schindler anser att denna metod ger en tydlig strategi för att utveckla nya reaktioner. Forskare kan nu få tag på byggstenar som tidigare var svåra att hitta.

Upptäckten erbjuder en ny, enklare och säkrare metod för att framställa azetidiner, som är viktiga för tillverkning av olika läkemedel. Läkemedelsföretag kan nu använda denna metod för produktion av olika typer av läkemedel.

Forskarteamet vid University of Michigan har utvecklat en säkrare metod med synligt ljus för att framställa stabila azetidinföreningar. Deras arbete kan avsevärt förbättra läkemedelsutvecklingen genom att göra den snabbare och mer flexibel.