Dosežek na področju sinteze kiralnih molekul za farmacevtsko kemijo

Maša Sterle, Anamarija Zega in Andrej Emanuel Cotman s Katedre za farmacevtsko kemijo so v sodelovanju s strokovnjakoma s Kemijskega inštituta in Inštituta Jožef Stefan razvili sintezno pot do enantiomerno čistih fluoriranih 1,2-diolov. Metoda omogoča enostavno kemijsko sintezo biološko aktivnih molekul, med drugim sintezo analoga protibakterijske spojine vodnice s FFA. Prebojna raziskava je objavljena v reviji ACS Catalysis in je prosto dostopna: doi.org/10.1021/acscatal.3c00980.

Stari katalizatorji se lahko naučijo novih trikov: rutenijevi katalizatorji tipa Noyori–Ikariya so znani že 30 let in se uporabljajo za asimetrično redukcijo ketonov do kiralnih alkoholov.  Stereoselektivnost se je tradicionalno pripisovalo privlačni CH/π interakciji, ki vključuje π-elektrone ketona in arenski ligand katalizatorja. Naše delo razkriva drug molekulski fragment tega razreda katalizatorjev, ki lahko nadzoruje stereoselektivnost prek privlačne interakcije s substratom. Natančneje, poročamo o enantio- in diastereoselektivni sintezi CF3-substituiranih sin-1,2-diolov, ki temelji na reduktivni dinamični kinetični resoluciji ustreznih α-hidroksiketonov v zmesi mravljinčne kisline in trietilamina. S študijem reakcijskega mehanizma, vključno z izračunom geometrije prehodnih stanj, smo pokazali, da stereoselektivnost določa vodikova vez med α-(OH) ketonskega substrata in SO2 funkcionalno skupino katalizatorja. Poleg tega smo pokazali, da je privlačna interakcija med α-substituentom ketona, ki je donor vodikove vezi, in SO2 skupino katalizatorja, ki je akceptor vodikove vezi, splošna značilnost družine katalizatorjev tipa Noyori–Ikariya, ki je v dosedanjih študijah raziskovalci niso prepoznali. Metoda, ki smo jo razvili, omogoča hiter dostop do strukturno različnih kiralnih fluoriranih 1,2-diolov, ki so uporabni v farmacevtski kemiji, novi mehanistični vpogledi pa bodo navdihnili racionalno zasnovo asimetričnih kemijskih pretvorb, ki vključujejo široko uporabljane kiralne topne rutenijeve katalizatorje.

Na Katedri za farmacevtsko kemijo Fakultete za farmacijo aktivno raziskujemo na področju asimetrične organokovinske katalize, ki je ena od temeljnih tehnologij za pripravo enantiomerno čistih zdravilnih učinkovin. Regionalnim farmacevtskim podjetjem tako zagotavljamo vrhunsko izobražene strokovnjake in specifična znanja (know-how), ki jim omogočajo konkurenčno prednost na tržišču. 

Grafični povzetek