Chemiker der Rice University will einen Punkt machen: Stickstoff-Atome sind für die Quadrate.
Die nitrogens der Punkt. Die Quadrate sind die frames, die Sie tragen. Diese Moleküle sind aufgerufen, azetidines, und Sie können genutzt werden als Bausteine in drug design.
Die Reis-Labor des Chemikers László Kürti vorgestellt azetidines in eine Angewandte Chemie – Papier. Das lab das Ziel ist die Schaffung einer Bibliothek von Gerüsten für pharmazeutische design durch die einfache Synthese einer Klasse von Molekülen, die zuvor schwer zu finden in der Natur und sehr schwer zu kopieren.
Azetidines erscheinen bereits in mehreren Drogen und sind vielversprechende Komponenten in der Entwicklung von Therapien für neurologische Krankheiten wie Parkinson, Tourette-Syndrom und Aufmerksamkeits-Defizit-Störung, so die Forscher.
So gibt es Wert bei der Herstellung eine schnelle und kostengünstige syntheseroute für azetidines ungeschützte, Stickstoff-Atome genannt NH-azetidines — NH für Stickstoff und Wasserstoff sind — das waren die ersten finden sich bei mehreren Arten von Pazifik-Schwämme und mehr vor kurzem in mühevoller Labor Prozesse.
Reis-Doktoranden Nicole Behnke und Kaitlyn Lovato, lead-Autoren des Papiers, schnell gelernt, warum es so wenige Verweise auf synthetische NH-azetidines in der wissenschaftlichen Literatur.
Es erfordert mehr als 250 Experimente für die Schülerinnen und Schüler optimieren Ihre Prozess, der dauert etwa 24 Stunden, einschließlich der Produkt-Reinigung. Azetidine-Moleküle kommen in vielen Konfigurationen, aber Sie alle teilen das Quadrat-Motiv, ein vier-atom – „ring“ mit einem atom Stickstoff und drei Kohlenstoff-Atomen. Dieser ring ist eine heterocyclische — das heißt, es enthält mindestens zwei verschiedene Elemente.
Kürti nahm die square ring ist immer verbunden mit einem weiteren ring über eine gemeinsame Kohlenstoff-atom, eine Struktur, die so genannte spiro azetidine. In dieser Weise werden die beiden Ringe stehen senkrecht aufeinander, die weitere Isolierung der hoch reaktiven Stickstoff für den Zugang von Chemikern. Der Stickstoff in den Reis-lab-Varianten wurden oft, aber nicht immer, gepaart mit einem Wasserstoff-atom „cap“, die noch erlaubt dem Stickstoff reagieren mit externen Agenten.
„Dr. Kürti wurde inspiriert durch den Mechanismus der synthetische Prozess, der als der Kulinkovich-Reaktion, die verwendet wird, um drei-gliedrigen Kohlenstoff-Ringe, genannt cyclopropanes, dass die heteroatom (Stickstoff oder Sauerstoff) auf der Außenseite,“ Lovato sagte.
„Sobald wir anfingen, einen Blick in die vier-gliedrige azetidines, fanden wir, dass die meisten von Ihnen nicht über die NH-Strukturen“, sagte Sie. „Die bekannten synthetischen Methoden überwiegend Ausbeute azetidines, in denen das ring-Stickstoff-atom verbunden ist, eine carbon-außerhalb des Rings, aber der NH-Konnektivität war schwer direkt zugreifen. Wenn es eine carbon-dort wird der Stickstoff als geschützte, aber mit der Wasserstoff lässt es sich frei zu engagieren, in der weiteren Reaktionen.“
„Sobald man diese NH-Heterocyclus, haben Sie die Flexibilität zu setzen, was Sie wollen, auf die Stickstoff -,“ Kürti sagte. „Oder es zu lassen wie es ist.“
Eine Titan-Reagenz stellte sich heraus, dass ein entscheidender Vermittler in der chemischen Reaktion, so dass es zu schnell gehen. „Diese Metall-Komplex vermittelt die Allgemeine transformation, und es ist sehr gut, denn Titan ist nicht toxisch und sehr reichlich“, sagte er.
„Es ist kommerziell verfügbar und Billig,“ Behnke sagte. „Wenn wir nicht die Titan Hinzugefügt, um die Flasche, die Reaktion nicht funktioniert.“
Das Reis-team hat nicht das patent das Verfahren, Kürti sagte. „Die Realität ist, dass die synthetischen organischen Chemiker in der Wissenschaft viel beitragen kann zu den biomedizinischen Wissenschaften und in der pharmazeutischen wirkstoffsuche bei der Entwicklung eines neuen Mechanismus oder Reaktion“, sagte er.
„Biotech-und Pharma-Unternehmen können die Produkte dieser Reaktionen zu bauen, strukturell vielfältigen substanzbibliotheken schnell und testen Sie auf Ihre biologische Aktivität gegenüber verschiedenen krebszelllinien, Krankheitserreger oder andere wichtige Krankheit, die biochemischen Wege, die Sie haben assays für“ Kürti sagte. „Einmal haben Sie Zugang zu neuartigen core-Strukturen wie diese spiro azetidines, es ist bis zu medizinischen Chemikern zu entscheiden, welche vielfältigen Funktionen Sie hinzufügen möchten, auf.“
Muhammed Yousufuddin, Dozent für Chemie an der University of North Texas in Dallas, ist co-Autor des Papiers. Kürti ist ein außerordentlicher professor von Chemie.
Rice University, die National Institutes of Health, der National Science Foundation (NSF), der Robert A. Welch Foundation, die Amgen Young Investigators Award, der Biotage Young Principal Investigator Award und ein NSF Graduate Research Fellowship unterstützt die Forschung.