Kürzlich veröffentlichte Forschungsergebnisse ermöglichen einen präparativen Zugang zu neuartigen Substanzen, die eine Modifikation eines in Arzneimitteln häufig vorkommenden Strukturmotivs tragen.
Nachhaltige chemische Transformationen werden weltweit in allen Lebensbereichen immer wichtiger und gefragter. Die Elektrochemie spielt bei dieser Entwicklung eine entscheidende Rolle, da die elektroorganische Synthese eine Methode ist, die große Mengen an Abfall vermeidet, der bei herkömmlichen chemischen Umwandlungen anfällt.
In einer aktuellen Arbeit zeigt ein Team von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion (MPI CEC), wie die Elektrochemie die Entwicklung nachhaltigerer Syntheserouten für den Werkzeugkasten der modernen organischen Chemie vorantreibt, indem es zeigt, dass die elektrochemische Umwandlung von Nitrogruppen, deren Reduktion normalerweise große Mengen an Reduktionsmitteln oder seltenen Metallen erfordert, bietet direkten Zugang zur bisher wenig untersuchten Klasse der N-Hydroxy-Heterocyclen, einem innovativen Strukturmotiv für die moderne Arzneimittelforschung.
Wissenslücken schließen – neue Erkenntnisse zu Heterozyklen
Stickstoffhaltige Heterozyklen, insbesondere Benzo[e]-1,2,4-Thiadiazin-1,1-dioxide sind ein weit verbreitetes Strukturmotiv in modernen Blockbuster-Pharmazeutika wie Diazoxid. Im Gegensatz dazu ist wenig über Heterocyclen mit einer exocyclischen N-Hydroxy-Modifikation bekannt. Die hohe Stabilität und die einzigartigen Eigenschaften der NO-Bindung machen dieses Motiv für die moderne Pharmaforschung hochinteressant. Darüber hinaus werden N-Oxy-Heterocyclen häufig als Hauptmetaboliten von Arzneimitteln gefunden.
Die elektrochemische Synthese durch Nitroreduktion ermöglicht die selektive Synthese dieser Verbindungsklasse, die auf klassischen Wegen schwer zugänglich ist.
Benzo[e]-1,2,4-Thiadiazin-1,1-dioxide stellen ein Strukturmotiv dar, das in mehreren APIs vorkommt. Allerdings wurden bisher keine synthetischen Ansätze für den Zugang zu N-Hydroxy-Derivaten beschrieben, die eine einzigartige exocyclische NO-Modifikation enthalten.
Siegfried R. Waldvogel und seine Mitarbeiter vom MPI CEC und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz zeigen in ihrer kürzlich veröffentlichten Arbeit, dass elektroorganische, eine nachhaltige und leistungsstarke Synthesetechnik, einen hochselektiven und skalierbaren Zugang zu leicht zugänglichen Nitroarenen durch kathodische Reduktion ermöglicht .
Das Wissenschaftlerteam entwickelte eine hochselektive und skalierbare elektroorganische Synthese neuartiger Benzoe[e]-1,2,4-Thiadiazin-1,1-dioxide, die ein wichtiges Strukturmotiv von APIs darstellen, die mit einer einzigartigen N-Hydroxy-Einheit modifiziert sind.
Potenzial für den Einsatz in der Stoffwechselforschung und Pharmaforschung
Diese Studie hat den präparativen Zugang zu neuen Substanzen ermöglicht, die eine N-Hydroxy-Modifikation eines in Arzneimitteln häufig vorkommenden Strukturmotivs tragen, und die Verbindungsbibliothek von Benzo erweitert[e]-1,2,4-Thiadiazin-1,1-dioxide. Allerdings sind die biologischen Eigenschaften dieser Verbindungen noch völlig unbekannt. Darüber hinaus könnten ihre Untersuchungen dazu beitragen, die Wirksamkeit von Medikamenten zu verbessern, den Stoffwechsel zu verstehen oder neue pharmazeutische Anwendungen zu erforschen.
Das Papier ist veröffentlicht im Tagebuch Zellberichte Physikalische Wissenschaft.
Mehr Informationen:
Johannes Winter et al., Hochselektive skalierbare Elektrosynthese von 4-Hydroxybenzo[e]-1,2,4-Thiadiazin-1,1-dioxide, Zellberichte Physikalische Wissenschaft (2024). DOI: 10.1016/j.xcrp.2024.101927
Bereitgestellt vom Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion