Nature Communications опубликовала результаты, полученные в результате сотрудничества с Институтом биомедицинских исследований Novartis и Университетом Эмори. Сотрудничеству способствовал Центр селективной функционализации C-H Национального научного фонда (CCHF) со штаб-квартирой в Эмори.
«Эта статья, по сути, является подтверждением концепции», — говорит соавтор Хью Дэвис, химик-органик из Эмори и директор CCHF. «Мы показали, что функционализация C-H достигла стадии, когда ее можно легко применять для дериватизации азотсодержащих соединений, повсеместно используемых при открытии и разработке новых лекарств».Соавторы — химики Novartis Рохан Беквит, Цзин Хе и Лоуренс Хаманн.CCHF находится на передовой радикальной смены парадигмы в органической химии. Центр объединяет ученых из ведущих исследовательских университетов США, Азии и Европы, а также из частного сектора, с целью сделать органический синтез быстрее, проще и экологичнее.
Традиционно органическая химия фокусировалась на разделении между реактивными или функциональными молекулярными связями и инертными или нефункциональными связями углерод-углерод (C-C) и углерод-водород (C-H). Инертные связи обеспечивают прочную и стабильную основу для химического синтеза реакционноспособных групп.
Функционализация C-H переворачивает эту модель с ног на голову: она обходит реактивные группы и осуществляет синтез на инертных сайтах C-H.«Мы уже продемонстрировали, что у нас есть набор реагентов и катализаторов, которые позволяют нам контролировать, какие сайты в молекуле будут подвергаться функционализации C-H», — говорит Дэвис. «Novartis хотела выяснить, достаточно ли надежна эта химия, чтобы ее можно было проводить с действительно сложными соединениями, такими как алкалоиды».Алкалоиды — это семейство натуральных продуктов, производимых растениями, которые обладают важными для медицины биологическими свойствами.
Морфин, кодеин и опиоиды являются примерами алкалоидов.Ключевой частью процесса разработки лекарств является создание библиотек производных таких природных продуктов: групп химических соединений с небольшими молекулярными различиями. «Эти небольшие различия могут определить, является ли соединение токсичным, несет ли он другие недостатки или имеет правильное сочетание свойств, чтобы стать безопасным и эффективным терапевтическим средством», — говорит Дэвис.Результаты, изложенные в статье, демонстрируют эффективность родиевых катализаторов в селективной установке новой углерод-углеродной связи в сложных алкалоидах строго контролируемым образом.
Исследование также демонстрирует способность CHHF открывать новые способы совместной работы химиков: преодолев традиционные границы отдельных лабораторий, академических институтов, стран и корпораций, чтобы создать глобальное сотрудничество химиков, использующих разные подходы к аналогичным проблемам.«Novartis видит большой потенциал в функционализации C-H», — говорит Дэвис. «Он был одним из первых и горячих сторонников CCFH, проводя совместные исследования ученых из Novartis и академических лабораторий CCHF».