Ein internationales Team von Chemikerinnen und Chemikern unter der Leitung der RWTH Aachen hat ein innovatives Verfahren entwickelt, um die Reaktivität von Aminen signifikant zu steigern. Dieser neue Ansatz verspricht eine deutliche Vereinfachung der pharmazeutischen Synthese. Sie eröffnet der Chemie die Möglichkeit, bisher unzugängliche, neuartige Moleküle herzustellen. Im Fokus der Forschung, die in Kooperation mit Forschenden aus Großbritannien, China und Italien stattfand, stand die Aktivierung der zentralen Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung (C-N-Bindung) in Aminen.
Durch die gezielte Aktivierung dieser Bindung gelang es dem Team, Amine zur Teilnahme an Kreuzkupplungsreaktionen zu befähigen. Diese Reaktionen zählen zu den effizientesten Methoden, um komplexe chemische Strukturen aus einfacheren Bausteinen aufzubauen. Die erfolgreiche Aktivierung verschiedener Amin-Klassen und deren Kreuzkupplung mit einer Bandbreite anderer organischer Moleküle ermöglichte die Synthese einer Vielzahl neuer Verbindungen.
Neue Synthesemethode beschleunigt die Entwicklung von Medikamenten
Aminogruppen sind von zentraler Bedeutung für die biologische Funktion zahlreicher Medikamente, von Antibiotika über Anästhetika bis hin zu Antidepressiva. Traditionell wurden diese funktionellen Gruppen in der chemischen Synthese fast ausschließlich als statische Endpunkte betrachtet, da die direkte Manipulation der Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung (C-N-Bindung) eine große chemische Herausforderung darstellte. Professor Daniele Leonori betont, dass der Durchbruch seines Teams einen ersten entscheidenden Schritt hin zur flexibleren Nutzung von Aminen in der chemischen Synthese darstellt.
Neue Modifikationsstrategie spart Zeit und Kosten bei der Wirkstoffentwicklung
Mit dieser innovativen Methode können Chemikerinnen und Chemiker nun kleine, aber wirkungsvolle Veränderungen an pharmazeutischen Molekülen vornehmen. Dies erleichtert die Herstellung chemisch vielfältiger Arzneimittel mit unterschiedlichen biologischen Funktionen erheblich. Die ist ein Prozess, der bisher oft mühsame Einzelschritte erforderte. Die neue Modifikationsstrategie hat das Potenzial, die Anzahl der notwendigen Syntheseschritte zur Herstellung und Diversifizierung von Wirkstoffkandidaten drastisch zu reduzieren. Dadurch können Zeit, Kosten, Energie und Arbeitsaufwand eingespart werden.
„Die Möglichkeit, Amine direkt zu aktivieren und zu modifizieren, wird es uns ermöglichen, schnell zu untersuchen, wie sich strukturelle Veränderungen auf die biologische Aktivität auswirken“, erklärt Leonori. „Dies ist eine grundlegende Veränderung in der Art und Weise, wie wir diese allgegenwärtigen funktionellen Gruppen betrachten und nutzen.“ Der Wissenschaftler betrachtet diese Arbeit als ein Tor zu einer völlig neuen chemischen Landschaft: „Ich glaube, dass unser Ansatz die Tür zu Molekülen öffnen wird, die noch nie zuvor hergestellt wurden. Wir sind besonders begeistert von der Möglichkeit, diese Reaktivität für die Modifizierung von Biomolekülen und Polymeren zu nutzen.“