Mittelmoleküle mit einem Molekulargewicht von mehr als 1.000 sind aufgrund mehrerer Schritte und zeitaufwändiger Natur schwer zu synthetisieren und fordern die Entwicklung eines neuen Ansatzes, der diese Nachteile überwinden kann. Die Click -Chemie ist aufgrund ihrer Einfachheit, Effizienz und Vielseitigkeit zu einem wesentlichen Instrument in der angewandten Chemie geworden. Dieser Ansatz zur chemischen Synthese ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Verbindung kleiner Moleküle in größere, komplexere Strukturen, häufig mit minimalen Seitenreaktionen und Nebenprodukten. Die Klick -Chemie -Reaktionen sind per Definition hochselektiv und effizient, wodurch sie ideal für die Erstellung spezifischer Verbindungen kontrollierter und vorhersehbarer Weise sind.
Indem diese Idee zwei Schritte weiter gehen, haben Chemiker molekulare Plattformen entwickelt, die eine dreifache Klick -Chemie ermöglichen – die Entwicklung stabiler Moleküle mit drei verschiedenen funktionellen Gruppen, die als unterschiedliche, zielgerichtbare Reaktionsstellen dienen. Obwohl diese „trivalisierenden“ Plattformen die effiziente Synthese komplexer Verbindungen ermöglichen, bleibt die selektive Bildung von Triazolen mit Plattformen mit Azid- und Alkin -Einheiten eine ungelöste Herausforderung.
Vor diesem Hintergrund hat ein Forschungsteam unter der Leitung von Associate Professor Suguru Yoshida von der Tokyo University of Science (TUS), Japan, neuartige dreifache Plattformen entwickelt, die hochfunktionelle Triazole produzieren können. Das Team sorgte für die Koordination der SDGS (Sustainable Development Oces der Vereinigten Nationen) – SDG 3 (Good Health and Wellbeing), SDG 7 (erschwingliche und saubere Energie) und SDG 9 (Industrie, Innovation und Infrastruktur). Diese Studie, die in veröffentlicht wurde in Chemische Kommunikation Am 7. Januar 2025 wurde Mr. Takahiro Yasuda, einem Master-Student, und Herrn Gaku Orimoto, der 2023 einen Master-Abschluss, beide von TUS abgeschlossen hat.
Die Forscher gelang es, dank eines längeren Linker im zentralen Gerüst stabile dreifache Plattformen für die Triple -Click -Chemie zu erstellen. Das Forschungsteam zeigte, wie eine Vielzahl von Molekülen erzeugt werden könnte, indem auf jede funktionelle Einheit in der dreifachen Plattform nacheinander abzielte. Beispielsweise nutzten sie die Schwefelfluoridaustauschreaktion, um die Fluorosulfonyleinheit abzuzielen, und produzieren verschiedene Alkohole in hohen Ausbeuten, ohne die Einheiten von Azid und Alkin zu beeinflussen. Anschließend führten sie verschiedene Transformationen in der Azideinheit durch, einschließlich Kennzeichen wie kupferkatalysierter Azid-Alkyne-Cycloaddition, von Azid-Alkyne-Cycloaddition und Bertozzi-Staudinger-Ligation. Schließlich synthetisierten die Forscher durch eine breite Palette möglicher dritter Transformationen, die auf die verbleibende Alkineinheit abzielen, erfolgreich komplexe Triazole.
Bemerkenswerterweise war es nicht ausschließlich notwendig, der oben beschriebenen Reihenfolge zu folgen, wenn sie auf jede Einheit abzielen, da die Forscher Triazolformationen in nachfolgenden Experimenten selektiv zeigten. Darüber hinaus konnten komplexe Triazole in einer einfachen Eintopf-Reaktion erhalten werden. „Selektive Klickreaktionen mit Molekülen, die sowohl Azid- als auch Alkin -Einheiten haben, sind nicht einfach, aber wir konnten aufklären Geeignete Bedingungen „, erklärt Yoshida.
Die in dieser Studie entwickelten Triple -Click -Chemieplattformen haben wichtige Auswirkungen auf mehrere angewandte Bereiche. Beispielsweise sind funktionalisierte Multi-Triazole, die in hohem Ertrag leicht hergestellt werden können, für die Entwicklung von Arzneimitteln, die Materialwissenschaft und das Bioengineering. Sie sind mit vielen biologischen Zielen wie Enzymen und Rezeptoren kompatibel, was auf potenzielle pharmazeutische Anwendungen hinweist. Die mit drei Klick-Chemie synthetisierten bioaktiven mittleren Moleküle können dazu beitragen, sich von unlösbaren Krankheiten zu erholen. Darüber hinaus sind sie wichtig für die Katalyse und Materialentwicklung und dienen als Grundlage für die Gestaltung von Polymeren, Sensoren, Beschichtungen und Koordinationsrahmen.
„Unser ultimatives Ziel ist es, neue Moleküle zu schaffen, die die Lebenswissenschaften revolutionieren, und wir haben diese Forschung als Methode zum Zusammenbau einfacher Komponentenmoleküle auf einmal konzipiert“, schließt Yoshida. „Die vorgeschlagene Methode ermöglicht die einfache Synthese multifunktionaler Moleküle und einer Vielzahl von mittelgroßen Molekülen, und wir erwarten, dass es in der Pharmawissenschaft, der medizinischen Chemie, der chemischen Biologie und der Materialchemie weithin nützlich ist.“
Der vorgeschlagene Ansatz verwendet einfache anfängliche Materialien anstelle komplexer Materialien und fördert die nachhaltige pharmazeutische Synthese. Darüber hinaus kann der zeitsparende Aspekt dieses Ansatzes den Forschungsprozess beschleunigen. Insgesamt werden die in dieser Studie vorgestellten effizienten trivalisierenden Plattformmoleküle dazu beitragen, den Fortschritt in Richtung nachhaltigerer Chemie zu beschleunigen, was hoffentlich zu grün -synthese -Protokollen, besseren medizinischen Behandlungen sowie zu Umwelt- und landwirtschaftlichen Fortschritten führt.
