חוקרים פיתחו תגובה חדשה הממירה מולקולות כיראליות לסטריאואיזומרים המנוגדים להן בכיווניות. התגובה מתמקדת בסטריאו-מרכזים בלתי פעילים שעד היום היו מאתגרים לתגובה
[תרגום מאת ד”ר משה נחמני]
התגובה החדשנית תוכל לאפשר לחוקרים לייצר תצורות מולקולאריות חדשות ולשנות את הדרך שבה כימאים מתכננים את הסינתזה של מולקולות. כאשר כימאים מתכננים פיתוח של מולקולות כיראליות הם נוטים לעשות שימוש ברצפי תגובות המתמקדות בבניית מרכזים כיראליים. חלק זה בסינתזה הוא החלק המאתגר ביותר במהלך מיזם סינתטי, אומרת Alison Wendlandt מהמכון הטכנולוגי של מסצ’וסטס בארה”ב.
כעת, צוות המחקר שלה מצא שיטה לייצור דיאסטריומרים של מולקולות מורכבות דמויות תרופות במהלך אסטרטגי שונה לחלוטין. “הכלי שלנו בעצם מאפשר לנו לכוונן את המבנה התלת-מימדי בשלבים המאוחרים יותר בסינתזה,” הסבירה החוקרת הראשית. “כך, שאם יש לכימאי מרכז סטריאוגני אחד, ניתן כעת לייצר דיאסטריומר שונה לחלוטין מבלי לחזור אחורה ולסנתז מחדש את המולקולה עם התצורה הסטריאומטרית הרצויה”. כלומר, כאשר מתכננים סינתזה, כימאים יכולים עכשיו לשלוט בתצורה התלת-מימדית דרך יצירת קשרי פחמן-פחמן רצויים, מסבירה החוקרת הראשית.
השיטה החדשנית מתבססת על פוטו-זרז פולי-אניוני של טונגסטן וקו-זרזים של דיסולפיד המעודדים תגובת אפימריזציה, תגובה שבמהלכה מתהפכת התצורה של מרכז כיראלי. צוות המחקר הזה הצליח להפוך בעבר את הסטריאוכימיה של מרכזים כיראלים בסוכרים, וכעת הדגים במחקרו העדכני שהתגובה פועלת בהיקף רחב יותר גם במולוקולות המכילות סטריאומרכזים בלתי פעילים של אטומי פחמן.
“אני באמת סבורה כי התגובה הזו תוכל לסייע רבות ביישומים של כימיה תרופתית”, ציינה החוקרת. “קשה מאוד לחזות מה תהיה ההשפעה של סטריאו-מרכז מסוים על יחסי הגומלין עם, למשל, אנזים או חלבון – ואז לראות מה אכן תעשה המולקולה הסופית”.
שימוש בגישה זו של עריכה סטריאוגנית תאפשר לכימאים העוסקים בתחום גילוי התרופות פשוט לסנתז את הדיאסטריומר שקל יותר לייצר ואז להמירו בקלות לאיזומר ההופכי הנדרש. “אפילו אם קיבלת ניצולת של עשרה או עשרים אחוזים של התוצר הרצוי, זה מספיק למחקר תרופתי: האם זהו מועמד טוב יותר לשמש כתרופה? או האם המולקולה פחות טובה? וזה יכול לחסוך לך זמן רב”, מסבירה החוקרת הראשית.
אחד מהמומחים הגדולים בעולם לפוטו-זרזים מציין כי אומנם קיימות מספר גישות להפוך את המרכזים הכיראליים בסמוך לקבוצות פונקציונאליות פולאריות, “אולם, היכולת לשנות את הסטריאוכימיה של פחמן בלתי פעיל במולקולה מורכבת היא ממש יוצאת דופן”. “אני סבור כי התגובה החדשה תוכל להשפיע על התחום של כימיה סינתטית בדרכים רבות, אולם אני הכי מתרגש מהדרך שבה היא תשפיע על תגובות סטריאוכימיות מבוססות מאוד, כגון תגובת דילס-אלדר [יצירת טבעות מחומרי מוצא לא טבעתיים], שאחרת היו מאתגרות במיוחד”. העובדה כי התגובה מנצלת מגיבים נפוצים ומבוססים פשוט הופכת את האמצאה הזו לאפילו יותר מרשימה וקלה ליישום”.
תקציר המאמר הידיעה אודות המחקר
עוד בנושא באתר הידען:
