Les scientifiques de l'Université Rice ont simplifié leur approche pour synthétiser une famille très polyvalente de précurseurs en route vers des composés biologiquement actifs. Leur méthode devrait rendre la conception et le développement de médicaments moins chers et plus respectueux de l'environnement.

Le chimiste synthétique László Kürti et les chercheurs postdoctoraux Zhiwei Ma et Zhe Zhou ont rapporté leur synthèse de molécules d'aziridine non protégées, éléments clés de la chimie de synthèse. L'objectif principal du laboratoire est de réduire le nombre d'étapes nécessaires pour synthétiser des composés chimiques contenant de l'azote. Une façon de le faire est de simplifier la synthèse de molécules précurseurs qui peuvent ensuite être facilement modifiées en produits.

Leur travail apparaît dans le Angewandte Chemie Édition Internationale .

Les aziridines sont des structures triangulaires contenant deux atomes de carbone et un atome d'azote interconnectés. Le contenu énergétique des aziridines est élevé en raison de la contrainte dans le cycle à trois chaînons. C'est la clé de leur utilité en tant que blocs de construction, puisqu'ils peuvent être ouverts facilement lorsqu'ils sont combinés avec des partenaires de réaction appropriés, dit Kurti.

La synthèse d'aziridines qui peuvent être modifiées pour la préparation de médicaments et à d'autres fins industrielles implique généralement des étapes pour préserver la capacité de fonctionnaliser leurs délicats atomes d'azote, qui sont importants pour maintenir les produits biologiquement actifs.

« La grande majorité des recherches effectuées en chimie de l'aziridine ne concerne que les synthèses de diverses aziridines protégées, qui souvent ne peuvent pas être davantage fonctionnalisés, " dit Zhou. " Cette méthode simple donne accès à des aziridines non protégées, qui sont beaucoup plus faciles à fonctionnaliser."

Quelle est la différence entre les aziridines protégées et non protégées ? "La clé est l'atome d'azote, " dit-il. " Lorsque cet azote est connecté à un groupe électroattracteur, l'aziridine est protégée, tandis que la connexion à un atome d'hydrogène ou à des groupes alkyle donne lieu à des aziridines non protégées."

La nouvelle méthode s'appuie sur celle introduite il y a trois ans par Kürti et ses collègues et publiée dans Science. Cet article décrivait un moyen de fabriquer des aziridines directement à partir de composés oléfiniques en une seule étape et dans des conditions douces, mais la transformation a dans certains cas pris des jours et laissé un sous-produit toxique. (Les oléfines ne sont constituées que d'atomes d'hydrogène et de carbone et sont produites en quantités énormes par l'industrie pétrolière via le craquage d'hydrocarbures.)

Le nouveau travail rationalise le processus et élimine la toxicité, dit Kurti. "Nous apportons un réactif vraiment bon marché et facilement disponible, acide hydroxylamine O-sulfonique, et l'utiliser comme source d'azote électrophile pour les réactions d'aziridination d'oléfines, " il a dit.

Les avantages du procédé en un seul pot incluent la capacité de produire des aziridines à température ambiante en aussi peu que quelques heures et avec une petite quantité de catalyseur, il a dit. Le seul sous-produit du processus est un sulfate inoffensif pour l'environnement et soluble dans l'eau.

Les molécules résultantes sont également stéréospécifiques, dit Zhou. "La stéréospécificité signifie que si l'on met une oléfine dans une réaction avec une géométrie de double liaison strictement définie (cis- ou trans), cette géométrie sera entièrement préservée à la fin du processus."