Sintesi delle molecole naturali
Le sostanze naturali sono fonti rilevanti di molecole biologicamente importanti per il trattamento delle malattie. Oltre 9.000 prodotti naturali (molti dei quali presentano un'attività biologica) contengono pirrolidine isolate innanzitutto da fiori e/o uno dei loro derivati, i pirrolidinoni. Si tratta di eterocicli contenenti azoto, oppure strutture molecolari cicliche il cui "circolo" è formato da atomi di più tipi, nel caso in oggetto uno di azoto (N) e quattro di carbonio (C). Per poter sfruttare il potenziale terapeutico di pirrolidine e pirrolidinoni, i chimici organici richiedono procedure di sintesi efficienti ed economiche, in grado di adattarsi ad aumenti di scala per la produzione commerciale. I ricercatori europei si proponevano di sviluppare una nuova sintesi di tali composti mediata da metalli di transizione e catalizzata da metalli di transizione, avvalendosi del finanziamento del progetto Biopyrr ("New methodology for the synthesis of bioactive pyrrolidines and pyrrolidinones"). I metalli di transizione prescelti sono stati il palladio (Pd), lo zinco (Zn) e il manganese (Mn). Gli scienziati del progetto si sono orientati verso ciclizzazioni 5-endo e 5-eso (modalità per formare anelli a cinque termini) di alchil ammino-malonati. Entrambi i metodi di ciclizzazione catalizzati con Pd e Zn hanno prodotto un rendimento selettivamente elevato dell'isomero puro d'interesse senza contaminazione da parte della versione immagine speculare non sovrapponibile della stessa molecola. Entrambi i metodi sono inoltre risultati in grado di ciclizzazione 6-eso e sintesi di altri eterocicli. Lo sviluppo delle precedenti tecniche ha condotto alla scoperta della ciclizzazione 5-endo di ammino-malonati propargilici che hanno prodotto elevate quantità di utili elementi strutturali di pirrolina o pirrolinone. A fronte della mancanza di informazioni su tali reazioni, i ricercatori li hanno ulteriormente caratterizzati in relazione alla formazione di cicli contenenti N, da utilizzare nella sintesi di carbocicli (omocicli di carbonio). Le nuove tecniche di sintesi, che impiegano metalli di transizione poco costosi e non tossici, si sono dimostrate flessibili, efficienti, economiche ed ecocompatibili. In chiusura di progetto, gli scienziati stavano iniziando sintesi catalizzate da Zn e mediate da Mn di un nucleo basato su pirrolidinone per la sintesi di ossazolomicina-A. La famiglia delle ossazolomicine è una classe di nuovi composti bioattivi con attività antivirale, antibiotica o antibatterica e citotossica (antitumorale). Il consorzio Biopyrr è riuscito a sviluppare efficienti ed economici metodi di sintesi catalitica e non catalitica per la produzione di eterocicli estremamente funzionalizzati tra cui pirrolidine e pirrolidinoni contenenti N onnipresenti nei prodotti naturali biologicamente attivi.
