Os agentes de aminação eletrofílicos da Rice University permitem a rápida formação de ligações carbono-nitrogênio que estão no centro de uma ampla gama de compostos químicos, incluindo a maioria dos candidatos a drogas e muitos agroquímicos. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
Um laboratório da Rice University especializado em sintetizar reagentes e moléculas intermediárias para o projeto e fabricação de drogas e outros produtos químicos finos cumpriu a promessa de generalizar a síntese de agentes aminantes eletrofílicos (pobres em elétrons).
Os agentes de aminação são blocos de construção valiosos que podem incorporar átomos de nitrogênio em moléculas em uma única etapa eficiente, sem o uso de metais ou catalisadores contaminantes.
Em seu laboratório, O químico orgânico sintético de arroz László Kürti mostrou uma bandeja com o novo agente modificador de reatividade, um reagente de umpolung de nitrogênio usado para sintetizar agentes de aminação. Um umpolung inverte a polaridade dos átomos de nitrogênio, o que lhes permite reagir de maneira diferente com outros átomos.
Kürti espera que o robusto reagente umpolung dê aos químicos acesso fácil aos altamente procurados, átomos de nitrogênio pobres em elétrons quando condensados com virtualmente qualquer amina primária rica em elétrons.
O processo é assunto de um artigo no Jornal da American Chemical Society .
Quando o projeto de um novo medicamento envolve tentativa e erro e cada tentativa pode levar centenas de etapas químicas ao longo de dias e semanas, qualquer esforço para simplificar as rotas sintéticas existentes vale a pena, Disse Kürti. "Esta nova abordagem representa uma operação operacionalmente simples, alternativa escalonável e ecologicamente correta para catalisada por metal de transição, métodos de acoplamento cruzado de carbono-nitrogênio que atualmente são usados para acessar aminas estruturalmente diversas, " ele disse.
As aminas são compostos derivados de moléculas de amônia que possuem um átomo de nitrogênio e três átomos de hidrogênio. Em aminas primárias, um hidrogênio é substituído por um substituinte, como um grupo aril ou alquil. As aminas secundárias têm apenas um hidrogênio diretamente ligado ao nitrogênio, além dos dois substituintes.
Padmanabha Kattamuri segura uma bandeja de reagente umpolung de nitrogênio de arroz, que é usado como um intermediário na nova síntese de aminas secundárias encontradas em candidatos a drogas e outros produtos químicos finos. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
Os agentes de aminação eletrofílicos de arroz simplificam a produção de aminas secundárias a partir de precursores baratos e prontamente disponíveis. Os agentes permitem a rápida formação de ligações carbono-nitrogênio que estão no cerne de uma ampla gama de compostos químicos, incluindo 80 por cento dos candidatos a drogas e muitos agroquímicos, Disse Kürti.
Os agentes de aminação formam novas ligações carbono-nitrogênio de uma maneira incomum porque seus átomos de nitrogênio são pobres em elétrons; isso é, eles carregam uma carga positiva parcial e são capazes de reagir prontamente com nucleófilos de carbono que são ricos em elétrons.
"A preparação conveniente de fontes de nitrogênio eletrofílicas estáveis em bancada tem sido uma necessidade sintética não atendida, "Isso se deve à falta de um método geral e prático de reversão de polaridade que converta as aminas alifáticas e aromáticas primárias nucleofílicas de nitrogênio abundantemente disponíveis nos correspondentes agentes de aminação eletrofílicos de nitrogênio."
A equipe liderada pelo pesquisador de pós-doutorado de Rice, Padmanabha Kattamuri, resolveu o problema com uma abordagem sintética que depende de um reagente umpolung, hidrato de cetomalonato, que inverte a polaridade normal do átomo de nitrogênio. O laboratório pode sintetizar centenas de gramas do reagente em um grande reator durante 2 dias e meio.
Pesquisadores da Rice University, Da esquerda, László Kürti, Siriwongsup e Padmanabha Kattamuri surgem ao lado do reator personalizado que eles usam para produzir um agente de reversão de polaridade de nitrogênio a granel. Os agentes de aminação derivados dele têm como objetivo simplificar o processo pelo qual os químicos projetam drogas e outros compostos. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
Usar o reagente para fazer agentes aminantes eletrofílicos estruturalmente diversos elimina a necessidade de metais de transição, ligantes ou condições forçantes, como altas temperaturas ou pressões ou oxidantes fortes usados na atual síntese de aminas, Disse Kürti.
Kattamuri disse que o laboratório usou o conteúdo de um recipiente aberto do reagente umpolung por quase dois anos, sem nenhuma queda em sua capacidade de funcionar, que provou sua estabilidade.
"Os resultados sintéticos e mecanísticos apresentados aqui constituem um avanço no campo da formação de ligações carbono-nitrogênio e serão de considerável interesse não apenas para os químicos sintéticos e medicinais, mas também para os teóricos, comunidades estruturais e organometálicas, "Kürti disse.
