Des chercheurs du groupe Flow Chemistry de l'Institut Van 't Hoff pour les sciences moléculaires de l'Université d'Amsterdam ont développé une plate-forme modulaire de chimie en flux pour une exécution sûre et efficace de la chimie par clic SuFEx (Sulfur(VI) Fluoride Exchange).
Dans un article qui vient d'être publié dans Nature Synthesis , ils décrivent comment leur plateforme génère le réactif gazeux toxique fluorure de sulfuryle de manière sûre et contrôlée, et comment elle facilite la fonctionnalisation rapide et sélective ultérieure de petites molécules, peptides et protéines à des fins thérapeutiques.
La chimie clic, sujet du prix Nobel de chimie 2022, est une méthode puissante et efficace pour connecter rapidement des fragments chimiques. Un type populaire et très polyvalent de chimie click implique la réaction dite SuFEx (Sulfur(VI) Fluoride Exchange). Il en résulte la formation de liaisons covalentes dans des conditions douces et peut grandement simplifier la synthèse de petites molécules, peptides et protéines thérapeutiquement pertinents.
La chimie SuFEx implique la fixation d'un -SO2 fragment moléculaire F, après quoi l’atome F peut facilement être remplacé par une gamme de groupes moléculaires fonctionnels ayant une valeur thérapeutique. Un réactif évident pour introduire le -SO2 Le fragment F est le composant gazeux fluorure de sulfuryle SO2 F2 , mais comme celui-ci est légèrement toxique, il nécessite des procédures de synthèse élaborées pour éviter son utilisation directe. Dans leur Synthèse de la nature Dans cet article, les chimistes d'Amsterdam présentent désormais un système modulaire utilisant la technologie microfluidique qui rend la procédure SuFEx globale simple, sûre et facilement évolutive.
Le système se compose de deux réacteurs à flux interconnectés. Le premier génère du fluorure de sulfuryle de manière contrôlée et dosée à partir de produits chimiques bon marché, du chlorure de sulfuryle (SO2 Cl2 ) et le fluorure de potassium (KF). Dans le deuxième réacteur, le fluorure de sulfuryle gazeux généré est mélangé à d’autres réactifs, donnant finalement le produit SuFEx souhaité. En éliminant immédiatement le fluorure de sulfuryle par réaction, le système modulaire élimine efficacement les problèmes de sécurité et les problèmes pratiques liés au réactif toxique.
En explorant les performances de leur système, les chercheurs ont pu obtenir une gamme diversifiée de produits SuFEx avec d’excellents rendements en seulement deux minutes de temps de séjour. Ils attribuent ce court temps de séjour au contact intime entre la phase gazeuse et liquide dans un système d'écoulement.
Les chercheurs rapportent qu’une grande variété de produits naturels, de médicaments et de traceurs fluorescents pourraient réagir avec succès en utilisant la nouvelle plateforme. Ils mentionnent notamment qu'il est désormais possible d'utiliser le fluorure de sulfuryle comme réactif viable pour installer le -SO2 F gère une variété de fonctionnalités phénol et aminées. Ils s'attendent à ce que leur plate-forme facilite la génération de grandes bibliothèques de composés SuFEx avec un minimum d'effort et de temps.
Capitalisant sur la nature modulaire de leur approche, les chercheurs ont développé un système en plusieurs étapes pour effectuer une chimie de clic entièrement basée sur SuFEx. Ils ont démontré une excellente tolérance aux groupes fonctionnels et une excellente sélectivité pour une gamme de petites molécules, peptides et protéines thérapeutiquement pertinents. Dans de nombreux cas, leur système a surpassé les procédures expérimentales « traditionnelles » rapportées dans la littérature. Concernant la modification directe des protéines, elle s'est avérée être l'une des méthodes les plus rapides signalées à ce jour.
Dans l'ensemble, ils considèrent leur nouveau système de flux modulaire comme un outil inestimable, facilitant des réactions SuFEx remarquablement rapides et à haut rendement entre le fluorure de sulfuryle et une vaste gamme de substrats structurellement divers.
Plus d'informations : Miguel Bernús et al, Une plateforme de flux modulaire pour la ligature par échange de fluorure de soufre (VI) de petites molécules, peptides et protéines, Nature Synthesis (2023). DOI :10.1038/s44160-023-00441-0
Informations sur le journal : Synthèse naturelle
Fourni par l'Université d'Amsterdam
