Une méthode de Rice University pour produire des aziridines, blocs de construction dans la conception de médicaments, rend le processus beaucoup moins coûteux et plus respectueux de l'environnement que les méthodes actuelles qui utilisent des catalyseurs métalliques. Crédit :Groupe de recherche Kürti/Université du riz
Dans un pot, à température ambiante, les chimistes de l'Université Rice sont capables de fabriquer de précieux précurseurs pharmaceutiques qui, selon eux, pourraient changer l'industrie.
Le groupe Rice du chimiste László Kürti a introduit une technique de synthèse organique peu coûteuse qui catalyse le transfert d'atomes d'azote aux oléfines, composés organiques insaturés également appelés alcènes.
Les atomes d'azote exposés sont essentiels à la découverte de médicaments. Le procédé Rice combine des atomes d'azote et d'hydrogène dans des produits d'aziridine triangulaires qui sont facilement disponibles pour réagir avec d'autres agents.
Le plus important, Kurti a dit, est que le processus d'aziridination organocatalytique de son laboratoire transfère l'azote aux oléfines qui n'ont pas encore été modifiées, ou fonctionnalisé.
"Ces oléfines non activées sont des produits chimiques de base, mais très difficile à fonctionnaliser, " Il a dit. " Nous sommes capables de le faire maintenant avec cette chimie dans des conditions opérationnelles simples et douces. "
Les transformer en petites molécules contenant de l'azote les rend beaucoup plus utiles, il a dit. "Vous pouvez ensuite les convertir en molécules plus complexes, ", a-t-il déclaré. "Ces aziridines N-H sont des blocs de construction essentiels."
Le laboratoire a détaillé sa nouvelle technique d'aziridination dans Catalyse naturelle .
Kürti et son équipe avancent vers ce point depuis des années, éliminer d'abord les catalyseurs coûteux du processus de transfert d'azote aux arylmétaux, et plus tard en prenant des éthers d'énol et en leur transférant de l'azote pour fabriquer des aminocétones, une matière première pour l'industrie chimique.
"L'amination directe des éthers d'énol a été une belle avancée car nous n'avions besoin d'aucun catalyseur, " dit-il. " Le solvant favorisait le processus de transfert d'azote. Ensuite, nous avons demandé si nous pouvions remplacer les catalyseurs de métaux précieux actuellement utilisés par une petite molécule organique à une fraction du coût de fabrication des aziridines. »
Les chercheurs de l'Université Rice ont encore simplifié leur processus de fabrication de molécules précurseurs essentielles pour la découverte et la fabrication de médicaments. De gauche à droite :Zhe Zhou, Juha Siitonen, Qing-Qing Cheng (à l'écran) et László Kürti. Crédit :Groupe de recherche Kürti/Université du riz
La nouvelle étude fournit un oui définitif. "C'est un de nos rêves depuis longtemps, " a déclaré Kurti.
Kürti et l'associé postdoctoral et co-auteur Zhe Zhou ont estimé que le catalyseur à petites molécules organiques disponible dans le commerce nécessaire pour le processus est d'environ 4, 000 fois moins cher que les catalyseurs à base de rhodium d'usage courant. Ils rendent également le processus plus durable.
"Tout le monde pense que la catalyse est la réponse à nos problèmes, et dans de nombreux cas c'est vrai, " a déclaré Kürti. " Dans une réaction difficile, une petite quantité de catalyseur accélérera le processus et économisera du temps et de l'argent.
"Mais beaucoup de gens oublient le coût du catalyseur, et si c'est durable, " dit-il. " Malheureusement, il est devenu assez clair que nous utilisons des catalyseurs de grande valeur qui contiennent des métaux précieux. L'offre mondiale est limitée, et les prix de ces métaux sont au mieux erratiques."
Le processus de riz a un inconvénient, toutefois. "C'est plus lent que le procédé catalysé au rhodium, " a déclaré Kürti. " Ce que nous divulguons ici prend environ six heures à température ambiante, où le procédé catalysé au rhodium, selon le support, varie entre 10 minutes et une demi-heure.
« Vous abandonnez définitivement un peu là-bas, " dit-il. " Mais six heures est tolérable si vous faites de gros lots. C'est ce que j'espère que les gens reconnaîtront à long terme."
Kürti espère affiner le processus pour contrôler la façon dont l'azote se fixe à l'oléfine, puis, à son tour, contrôler la chiralité essentielle, ou de la bravoure, du produit. La chiralité d'un médicament est essentielle à son efficacité, si pas du tout.
Jusque là, le procédé actuel pourrait être d'un grand intérêt pour l'industrie, il a dit.
« Un accès plus facile à des précurseurs auparavant difficiles à obtenir peut en fait influencer les structures composées que les chimistes créeront en laboratoire, " a déclaré Kürti. " Des procédures simples et faciles à utiliser ont tendance à dominer dans le développement de médicaments pharmaceutiques. "
