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Linea di produzione per biomolecole

La sintesi naturale di biomolecole si verifica attraverso un processo di produzione iterativo supportato dagli enzimi. Gli scienziati europei hanno lavorato per sviluppare strategie tali da creare una catena di carbonio in grado di esercitare un controllo sulla propria forma e funzionalità, in un’unica operazione.
Linea di produzione per biomolecole
Il processo naturale di sintesi di molecole complesse ha ispirato un’ampia varietà di metodi iterativi per una produzione efficiente di biomolecole. Il progetto ALCAMS (Application of assembly line synthesis to the construction of biologically active molecules), finanziato dall’UE, ha applicato una nuova metodologia per la sintesi di molecole biologiche complesse e funzionali.

L’esclusivo metodo del progetto ALCAMS sfrutta la reazione tra un carbammato litiato e un estere boronico, per formare il prodotto omologato. È possibile svolgere tale reazione in modo iterativo, senza purificazione tra i passaggi. Ciò permette la creazione di molecole complesse con completo controllo della stereochimica assoluta e relativa.

L’idea principale di nuova concezione era quella di utilizzare gli α-silil carbenoidi come particelle elementari di ossigeno mascherato in aggiunta a esteri di benzoato litiati chirali, nel processo di omologazione iterativa di esteri boronici. Questo approccio consente di incorporare più gruppi sililici e gruppi metilici all’interno di catene di carbonio, con controllo completo della stereochimica. Infine, i legami carbonio-silicio possono essere ossidati in modo specifico a livello di stereochimica, il che porta alla formazione del nucleo di polipropionato atteso. Questo metodo iterativo è dominato dal controllo dei reagenti, consentendo pertanto una sintesi di diversi isomeri con ottimi livelli di diastereoselettività.

Dopo una vasta ricerca, gli scienziati hanno sviluppato con successo nuove particelle fondamentali chirali contenenti silicio, al fine di ottenere funzionalità di ossigeno mascherato. Inizialmente, la generazione di tali sostanze intermedie, in presenza di quantità stechiometriche di ligandi chirali esterni, ha portato alla formazione di prodotti privi di selettività in quanto alla reazione litiazione-borilazione. Tuttavia, il problema è stato risolto incorporando un braccio laterale chirale ausiliario nel gruppo silile del precursore carbenoide.

Utilizzando le particelle elementari del carbenoide creato, i ricercatori hanno dimostrato la loro utilità nella sintesi di polipropionati in linea di produzione. È stato scoperto che i bracci laterali ausiliari chirali nel prodotto omologato 19 potrebbero essere rimossi in condizioni di fotoriduzione nello spettro visibile, cedendo il metossilano 20. La sostanza intermedia metossilano 20 è stata sottoposta a due sequenze di omologazione consecutive per ottenere il prodotto desiderato numero 21, con elevato controllo della stereochimica.

In conclusione, il progetto ALCAMS ha sviluppato un protocollo di sintesi altamente efficace per la linea di produzione. È necessario lo sviluppo di un protocollo ottimizzato in relazione all’omologazione iterativa, allo scopo di garantire un’elevata precisione e ulteriori applicazioni per questo approccio, ai fini della sintesi di prodotti naturali con polipropionato.

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Keywords

Biomolecole, molecole complesse, ALCAMS, carbammato litiato, estere boronico