Nowe metody otrzymywania naturalnie występujących cząsteczek bioaktywnych
Alkaloidami są narkotyki takie jak kokaina i morfina, trucizny takie jak strychnina, substancje naturalne o właściwościach farmakologicznych, a nawet kofeina i nikotyna. Desymetryzacja organokatalityczna oraz aktywacja wiązania węgiel-wodór (C-H) to doskonałe metody wytwarzania złożonych systemów pierścieniowych, ale pomimo ich potencjalnego znaczenia reakcje te nie były dokładnej badane. W ramach projektu ORDECHASYN (Organocatalytic desymmetrization and C-H bond activation in complex natural product synthesis), finansowanego przez UE, naukowcy przeprowadzili z powodzeniem badania z wykorzystaniem tych reakcji. Uczeni podjęli się syntezy siedmio- i pięciopierścieniowego szkieletu docelowego produktu naturalnego. W pierwszej kolejności prace skupiały się na syntezie trójpierścieniowego rdzenia cząsteczki. Jest on tworzony poprzez reakcję sprzęgania między spirocyklicznym aminoeneonem a kwasem cyjanowym, a następnie reakcję addycji Michaela. Struktury spirocykliczne posiadają (czwartorzędowy) węgiel w centrum dwóch skondensowanych pierścieni. Synteza spirocyklicznego aminoeneonu jest skomplikowana. Zespół przeprowadził modelowanie, aby określić odpowiednie warunki reakcji. Po szeroko zakrojonych pracach doświadczalnych udało się dokonać syntezy żądanego modelowego aminoeneonu spirocyklicznego. Kwas karboksylowy (cyjanowy) otrzymano z łatwością z optycznie czystego jodoalkoholu. Połączenie tych kroków umożliwiło syntezę trójpierścieniowego rdzenia docelowego alkaloidu z doskonałą wydajnością, w oparciu o 10 etapów metody addycji Michaela. Aktualnie zespół pracuje nad stworzeniem wiązania C-C, które umożliwi uzyskanie jednocześnie siedmio- i pięciopierścieniowego szkieletu docelowego produktu naturalnego. Naukowcy uczestniczący w projekcie ORDECHASYN są na najlepszej drodze do stworzenia metody wydajnej i precyzyjnej syntezy ważnych z komercyjnego punktu widzenia alkaloidów. Projekt może mieć istotne znaczenie dla produkcji naturalnych substancji, a także dokładnego badania struktur i zjawisk, z pożytkiem dla wielu zastosowań z zakresu medycyny i opieki zdrowotnej.
Słowa kluczowe
Alkaloidy, związki organiczne, desymetryzacja organokatalityczna, złożone systemy pierścieniowe, synteza produktów naturalnych
