Простой и доступный метод улучшает структуру активности препарата.

Неизвестная химическая процедура обеспечивает более безопасный и практичный циклопропан.

Многие доклинические, клинические и коммерческие фармацевтические препараты, а также природные соединения содержат циклопропаны. Циклопопропаны представляют собой кольцо из трех связанных атомов углерода, в котором один углерод присоединен к остальной части молекулы лекарства, а два других — к двум атомам водорода. Многие фармацевтические препараты имеют химические структуры, которые можно использовать для повышения их эффективности.

Обычные методы работают только с ограниченным количеством соединений и требуют высокореактивных и, возможно, опасных материалов. Напряженные трехуглеродные кольца являются важными элементами широкого спектра природных товаров, лекарств и агрохимикатов. Во многих методах химического синтеза до сих пор используются деликатные двойные галогенированные углеродные центры или опасные диазореагенты. Они являются важным компонентом многих лекарств, и их добавление к кандидатам на лекарства может стать важной частью процесса разработки новых лекарств.

Катализируемая металлами реакция алкена с диазоалканом — очень энергичный реагент, требующий строгих мер безопасности, — наиболее распространенный метод их синтеза.

Исследователи из штата Пенсильвания продемонстрировали безопасный, эффективный и практичный метод производства циклопропанов на различных молекулах с использованием ранее неизвестного химического механизма. Этот инновационный метод может изменить этот критический процесс во время исследования и производства лекарств.

Многие лекарства, одобренные Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США, содержат циклопропаны, в том числе те, которые используются для лечения COVID-19, астмы, гепатита С и ВИЧ/СПИДа. Эти структуры могут повысить эффективность препарата, изменить его способность растворяться в организме, уменьшить взаимодействие с нежелательными целями и улучшить общую эффективность.

Рамеш Гири, профессор химии в Научном колледже Эберли в Пенсильванском университете и руководитель исследовательской группы, сказал: «Предыдущие усилия по улучшению создания циклопропанов были сосредоточены на изменении механистического пути, переданного более 60 лет назад. Мы подошли к этому по-другому и определили новый, простой, практичный и широко применимый путь».

Новый процесс превращает алкены, химически специализированные химические вещества, используемые в синтезе многочисленных веществ, в циклопропаны. В этом методе используется «радикальная химия», в которой некоторые атомы углерода остаются с неспаренными электронами во время промежуточных реакций, известных как «свободные радикалы», которые ускоряют реакцию.

Новый метод инициирует реакцию видимым светом и использует обычные химические компоненты, такие как кислород. Все функции, используемые в этом пути, коммерчески доступны или легко создаются в лаборатории. Они не требуют каких-либо особых мер предосторожности и могут храниться в течение длительного времени. Реакция проста и достаточно безопасна, чтобы ее можно было использовать в химической лаборатории бакалавриата.

Традиционные методы производства циклопропанов хорошо работают только с простыми соединениями. Циклопропаны часто устанавливаются на ранних стадиях синтеза, когда молекула менее сложна. Однако на последующих этапах кольцо может открыться; они требуют последующих попыток создания производных молекул, чтобы вернуться к этим ранним шагам. Исследователи использовали новую технику для успешного преобразования широкого спектра алкенов различной степени сложности в циклопропаны. Он включает фармацевтически значимые молекулы, такие как стероидный эстрон, пенициллин и витамин B.

Гири сказал: «Все ингредиенты, используемые в этом пути, коммерчески доступны или их легко создать в лаборатории, и они не требуют каких-либо особых мер безопасности, а конечный продукт можно хранить в течение длительных периодов времени. Мы можем смешать все ингредиенты в одну смесь, подвергая ее воздействию воздуха с содержанием кислорода всего 10%, и это происходит за один этап. Реакция настолько проста и безопасна, что мы планируем включить ее в химическую лабораторию студентов».

Некоторые ингредиенты также можно заменить, чтобы добавить химические группы в конечный продукт. Их можно использовать для достижения различных лечебных целей. Одним из компонентов реакции является метилен, который существует в сотнях различных коммерчески доступных форм. Когда образуется циклопропан, эта уникальная химическая группа отличает метилен или другие группы, которые могут быть добавлены к алкену. Исследователи использовали 19 различных метиленовых соединений, чтобы продемонстрировать возможности нового подхода.