Zespół naukowców z School of Human Sciences na London Metropolitan University opracował przełomową metodę tworzenia nowych mono- i metylowanych pirolochinoksalinowych pochodnych z School of Human Sciences na London Metropolitan University. Zespół, kierowany przez dr Bhavena Patela, obejmuje także Margarita Damai, dr Norman Guzzardi, dr Viliyana Lewis, dr Zenobia Rao i dr Daniel Sykes. Ich innowacyjne podejście wykorzystuje wspólny prekursor i zostało z powodzeniem zastosowane w całkowitej syntezy marinoquinoline A. Wyniki badań zostały opublikowane w recenzowanym czasopiśmie RSC Advances.
Heterocykle zawierające azot są kluczowe w naturalnych produktach i chemii leczniczej, oferując znaczącą aktywność biologiczną. Tradycyjnie synteza pirolochinoksalin stała przed wyzwaniami z powodu toksycznych i niebezpiecznych metod. Nowa strategia opisana przez dr Patela i jego zespołu polega na dodaniu niestabilnych rodników metylowych do izocyjanów arylowych w określonych warunkach reakcji, co daje zarówno pochodne mono- i bis. „To nowe podejście nie tylko upraszcza proces syntetyczny, ale także zwiększa bezpieczeństwo i wydajność wytwarzania tych biologicznie aktywnych związków”, wyjaśnił dr Patel.
Naukowcy skupili się na optymalizacji warunków selektywnej metylacji. Odkryli, że stosowanie nadtlenku diCumylowego (DCP) jako źródła rodników metylowych zapewniło najwyższą wydajność dla produktów mono-metylowanych. Jednak po zastosowaniu warunków reakcji Fentona powstały głównie pirolochinoksaliny bis. Ta selektywna kontrola procesu metylacji jest znaczącym postępem w terenie.
Kluczem do tych badań jest pomyślne zastosowanie metodologii w całkowitej syntezie marinoquinoliny A, naturalnego produktu znanego z właściwości hamowania acetylocholinoesterazy. „Nasza metoda umożliwiła nam skuteczną syntetyzację marinoquinolinę A w zaledwie pięciu krokach od dostępnych w handlu materiałów początkowych”, zauważył dr Patel. To osiągnięcie podkreśla praktyczną użyteczność ich podejścia do wytwarzania złożonych produktów naturalnych.
Odkrycia zespołu pokazują potencjał tych nowych pochodnych w chemii leczniczej, biorąc pod uwagę ich różne działania biologiczne, w tym działanie przeciwnowotworowe, przeciwmalaryczne i przeciwproliferacyjne. „Efekt magiczny-metylowy, w którym dodanie grup metylowych może znacznie zwiększyć powinowactwo i siłę wiązania leku, podkreśla znaczenie naszej pracy”, powiedział dr Patel.
W swoich badaniach dr Patel i współpracownicy szczegółowo opisali proces syntezy, zaczynając od przygotowania prekursora cyklizacji. Zastosowali różne metody generowania rodników metylowych, ostatecznie stwierdzając, że DCP zapewnił najlepsze wyniki. Zespół zbadał także elektroniczne skutki różnych prekursorów cyklizacji, osiągając udaną cyklizację dla większości izocyjanków, z wyjątkiem wariantów bogatych w elektron.
Badanie to nie tylko rozwija syntezę pochodnych pirolochinoksalinowych, ale także otwiera nowe możliwości rozwoju heterocyklów na bazie azotu o znaczących zastosowaniach farmaceutycznych. „Nasze podejście oferuje wszechstronną i skuteczną ścieżkę do syntezy biologicznie aktywnych związków, torując drogę do przyszłych odkryć w rozwoju leków”, podkreślił dr Patel.
Wkład Margarity Damai w te badania spowodował, że RSC awansuje wybitną nagrodę za papier studencką z 2023 r. W kategorii chemii organicznej z 700 nominacji.
Referencje dziennika
Margarita Damai, Norman Guzzardi, Viliyana Lewis, Zenobia X. Rao, Daniel Sykes i Bhaven Patel. „Tworzenie mono- i nowatorskich bis-metylowanych pochodnych pirolochinoksaliny ze wspólnego prekursora i jego zastosowanie w całkowitej syntezy marinoquinoliny A.” RSC Advances (2023). Doi: https://doi.org/10.1039/d3ra05952a
O autorach
Bhaven Patel Czy czytelnik chemii organicznej na London Metropolitan University. Osiągnął MSCI w chemii w King’s College London i doktorat z chemii organicznej na University of Birmingham. Następnie uzyskał prestiżowy doktorat EPSRC Plus pracujący na University of Birmingham i Queensland University of Technology. Pracował również jako doktortorski pracownik na University of Nottingham i UCL School of Pharmacy. Obecnie współprzewodnicza motyw badań chemii stosowanej i technologii farmaceutycznej jest członkiem Royal Society of Chemistry. Jego obecne zainteresowania naukowe obejmują odkrycie reakcji, rozwój innowacyjnych metod syntetycznych, w tym w zastosowaniu naturalnej syntezy produktów i bioaktywnych cząsteczek. Jego wiedza obejmuje również chemię leczniczą i zastosowanie drukowania 3D w nauce. Niedawno jego badania koncentrowały się na rozwoju nowych chemosensorów.
Daniel Sykes zyskał MCHEM (z wyróżnieniem) z rokiem w przemyśle na University of Manchester. Pozostał w Manchesterze, aby studiować doktorat pod nadzorem profesora Stephena Faulknera. Po pracy doktora na University of Manchester, University of Oxford i University of Sheffield przeniósł się na londyńskie Uniwersytet Metropolitan i jest obecnie szefem nauki chemicznej i farmaceutycznej. Jest członkiem Royal Society of Chemistry, a jego prace badawcze były cytowane ponad 1000 razy. Jego zainteresowania badawcze obejmują pomiary fotofizyczne kompleksów metali, zwłaszcza metali irydium i bloku F, z naciskiem na procesy transferu energii między nimi. Prace te niedawno rozszerzyły się na obrazowanie komórkowe i stosowanie kompleksów jako emisyjnych sond do zastosowań diagnostycznych.
Spokojna margarita jest studentem drugiego roku na londyńskim Uniwersytecie Metropolitan, prowadzącym stopień naukowy BSC Biomedical Sciences. Jej prace badawcze obracają się przede wszystkim wokół syntezy złożonych struktur molekularnych i ich zastosowania w chemii leczniczej. Jest aktywną osobą i uczestniczyła w kilku konferencjach badawczych w celu reprezentowania swojej pracy. Oprócz badań Margarita jest mocno zaangażowana w demokrację, szczególnie w Londonmmet Students Union, gdzie pracowała jako oficer urlopowy.
