Neues Leben für altgediente Medikamente und Agrochemikalien
"Chemische Würfel"-Tools für die Entwicklung neuer Arzneimittel und Agrochemikalien
Im Rahmen eines laufenden Entdeckungsprogramms wird eine Plattform zur Erzeugung von Chemikalien auf der Grundlage von kubischen Molekülen entwickelt, die dazu beitragen könnte, altgedienten Medikamenten und Agrochemikalien neues Leben einzuhauchen.
Das Cuban-Molekül, bevor die UQ-Forscher Stickstoff hinzufügten und es in 1-Azahomocuban verwandelten.
UQ
Professor Craig Williams von der University of Queensland sagte, dass die in Zusammenarbeit mit dem CSIRO entwickelte Plattform ein aufregendes Instrumentarium für Chemiker entwickelt, denen in vielen Fällen die Möglichkeiten für neue chemische Bausteine ausgegangen sind.
"Chemiker haben sich im Laufe der Geschichte oft auf Kohlenwasserstoffe, also Stoffe wie Petrochemikalien, verlassen, um neue, für die Gesellschaft wichtige Chemikalien herzustellen", so Professor Williams.
"Aber ein wichtiger Kohlenwasserstoff, der in dieser Mischung bisher fehlte, ist Cuban - ein synthetischer Kohlenwasserstoff in Form eines Würfels.
"Cuban wurde traditionell übersehen, da es keine Möglichkeit gab, dieses Molekül in großem Maßstab zu synthetisieren, und seine Anwendung daher begrenzt war.
"Dies hat sich geändert, als australische Chemiker des CSIRO eine Synthese im Kilogramm-Maßstab vorstellten, die jetzt bei Boron Molecular in Melbourne hergestellt wird und die einen bedeutenden Aufschwung der Cuban-Forschung im 21.
Dem Team der UQ ist es erstmals gelungen, ein Stickstoffatom in einen nahen Verwandten des Cubans einzubauen, was langfristig das Potenzial hat, die Eigenschaften dieser Molekülklasse für den Einsatz in biologischen Systemen zu verbessern.
"Kohlenwasserstoffe sind in einer Vielzahl von Arzneimitteln erfolgreich, aber die Natur eines reinen Kohlenstoffatomkerns kann einige biologische Wechselwirkungen behindern und ihre Anwendung in der Arzneimittel- und Agrochemieforschung einschränken", sagte Professor Williams.
"Elemente wie Stickstoff können biologisch erwünschte Wechselwirkungen ermöglichen, die für Kohlenwasserstoffe nicht verfügbar sind.
"Tatsächlich ist der biologische Bedarf an Stickstoff so groß, dass die meisten von der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde FDA zugelassenen Medikamente mindestens ein Stickstoffatom enthalten.
"Die Substitution von Stickstoffatomen in pharmazeutisch bewährten Kohlenwasserstoffgerüsten wie Cuban ist eine wenig genutzte, aber attraktive Strategie zur Verbesserung ihres biologischen Potenzials.
"Die Synthese und Untersuchung von 1-Azahomocuban in Zusammenarbeit mit der University of Chicago und der Queensland University of Technology verschiebt die Grenzen des Möglichen".
Professor Williams arbeitet seit langem mit Dr. Paul Savage, dem stellvertretenden Direktor von CSIRO Manufacturing, zusammen, dessen Team Erfahrung mit der Umsetzung von Laborerfindungen in skalierbare Prozesse hat.
Dr. Savage sagte, das Forschungsteam sei gespannt auf das, was als Nächstes kommt.
"Diese Vorarbeiten könnten zu besseren Behandlungsmethoden für Krankheiten oder zu alltäglichen Chemikalien führen, die unsere Lebensqualität und die Umwelt erheblich verbessern", so Dr. Savage.
"Um es klar zu sagen: Das sind alles Zukunftshoffnungen - und sie könnten noch in weiter Ferne liegen -, aber diese Arbeit ist von grundlegender Bedeutung, um Chemikern auf der ganzen Welt neue Möglichkeiten zu eröffnen, und wir freuen uns, dass wir einen Beitrag zu diesem Ziel leisten konnten."
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Originalveröffentlichung
Tyler Fahrenhorst-Jones et al.; 1-Azahomocubane; Chem. Sci., 2023,14, 2821-2825
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