Forscher Pionier bahnbrechende lichtgetriebene Methode zur Erstellung von Schlüsselmedikamentenverbindungen

Forscher der Indiana University und der Wuhan University in China haben einen bahnbrechenden chemischen Prozess vorgestellt, der die Entwicklung von pharmazeutischen Verbindungen und chemischen Bausteinen rationalisieren könnte, die beeinflussen, wie Medikamente mit dem Körper interagieren. Ihre Studieveröffentlicht in Chembeschreibt eine neuartige lichtgetriebene Reaktion, die effizient Tetrahydroischinoline produziert, eine Gruppe von Chemikalien, die eine entscheidende Rolle in der medizinischen Chemie spielen.

Tetrahydroisochinoline dienen als Grundlage für Behandlungen, die auf Parkinson, Krebs und Herz -Kreislauf -Störungen abzielen. Diese Verbindungen werden häufig in Medikamenten wie Schmerzmitteln und Medikamenten gegen Bluthochdruck sowie in natürlichen Quellen wie bestimmten Pflanzen und Meeresorganismen vorkommen.

Traditionell haben sich Chemiker auf gut etablierte, aber begrenzende Methoden zur Synthese dieser Moleküle verlassen. Die neuen Forschung, die von Kevin Brown, dem Professor für Chemie am College für Kunst und Wissenschaften der Indiana University Bloomington, zusammengestellt wurde, und die Professoren Xiaotian Qi, Wang Wang und Bodi Zhao von der Wuhan University präsentieren eine grundlegend andere Annäherung.

Wie es funktioniert: Licht als chemisches Werkzeug

Anstatt traditionelle chemische Reaktionen zu verwenden, nutzen Wissenschaftler Licht, um einen Prozess als photoinduzierter Energieübertragung auszulösen, wobei Licht eine kontrollierte Reaktion zwischen Sulfonyliminen (eine Art chemischer Verbindung) und Alkene (eine andere Art von Verbund) initiiert. Diese Methode ermöglicht die Entwicklung neuer Strukturmuster in den Molekülen, die bisher schwierig oder unmöglich waren, mit anderen Methoden zu erzeugen, und bietet eine effizientere Möglichkeit, komplexe Moleküle herzustellen.

„Die wichtigste Innovation in dieser Studie ist die Verwendung eines lichtaktivierten Katalysators, eines speziellen Moleküls, das die Reaktion beschleunigt, ohne sich selbst zu verbrauchen“, sagte Professor Brown. „Traditionelle Methoden erfordern hohe Temperaturen oder starke Säuren – wie der Versuch, Lebensmittel mit einem Lötlampen anstelle eines Herdes zu kochen. Diese harten Bedingungen können manchmal unerwünschte Nebenreaktionen erzeugen oder den Prozess für bestimmte Chemikalien weniger nützlich machen. Der neue Prozess verwendet jedoch Moleküle, die auf Licht reagieren, und kann das Erwärmen durch den Zugang zu dem Zugang zu dem Zugang zu einem neuen Energiezustand durchführen.

Brown und Kollegen stellten auch fest, dass winzige Veränderungen in der Lage der Elektronen innerhalb der Ausgangsmaterialien einen großen Einfluss darauf hatten, wie sich die Reaktion abspielte – als diese Elektronen Puzzleteile waren, die genau richtig zusammenpassen mussten. Durch die Optimierung der Formen dieser Stücke stellten die Wissenschaftler sicher, dass nur das gewünschte Produkt gebildet wurde, was den Prozess sehr selektiv machte. Dies ist entscheidend für die Herstellung von Medikamenten, bei denen selbst ein kleiner Fehler in der Struktur eines Moleküls ein hilfreiches Medikament in etwas Nutzloses oder sogar Schädliches verwandeln kann.

Implikationen für Medizin und andere Branchen

„Die Fähigkeit, ein breiteres Spektrum an Molekülen auf Tetrahydroisochinolinbasis zu schaffen, bedeutet, dass medizinische Chemiker jetzt neue Arzneimittelkandidaten zur Behandlung von Krankheiten wie Parkinson, bestimmten Krebsarten und Herzerkrankungen erforschen können“, sagte Professor Qi. „Im Moment haben einige Krankheiten nur sehr wenige wirksame Behandlungsoptionen, und diese Methode könnte Wissenschaftlern helfen, neue und bessere Medikamente schneller zu entdecken.“

Über Pharmazeutika hinaus könnte sich diese Forschung auch auf andere Branchen auswirken, die auf Feinchemikalien stützen. In der Landwirtschaft könnten beispielsweise ähnliche chemische Reaktionen verwendet werden, um effektivere Pestizide oder Dünger zu entwickeln. In der Materialwissenschaft könnte es dazu beitragen, neue synthetische Materialien mit spezifischen Eigenschaften zu schaffen, wie z. B. eine bessere Haltbarkeit und Langlebigkeit und einen stärkeren Widerstand gegen Wärme für die Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Elektronik- und Medizinindustrie.

Die Forscher planen, die Reaktionsbedingungen, dh sie zu optimieren, mit unterschiedlichen Zutaten und Einstellungen experimentieren, um den Prozess weiter zu verbessern. Sie wollen auch herausfinden, ob diese Methode noch mehr Arten von Molekülen funktionieren kann und ihre Nützlichkeit erweitert. Darüber hinaus hoffen sie, mit Pharmaunternehmen zusammenzuarbeiten, um zu testen, ob diese Technik zur Herstellung von Medikamenten verwendet werden kann, was möglicherweise zu neuen Medikamentenentdeckungen führt, die einen Unterschied im Leben der Menschen bewirken könnten.

„Dieser Ansatz gibt Chemikern ein starkes neues Werkzeug“, sagte Professor Brown. „Wir hoffen, besonders die Tür für die Entwicklung neuer und verbesserter Therapien für Patienten auf der ganzen Welt zu öffnen.“

Während sich das Gebiet der Photochemie weiter erweitert, können solche Innovationen wie diese neu definieren, wie Medikamente und wesentliche Chemikalien hergestellt werden, wodurch der Weg für schnellere, sauberere und effizientere Produktionsmethoden ebnet.