«La nostra piattaforma è più di un semplice scorciatoia sintetica. È un salto concettuale che consente ai chimici di progettare e costruire molecole con un livello straordinario di precisione», ha dichiarato il Dr. Marcus Grocott dell'Università di Cambridge. Questa scoperta rivoluzionaria, pubblicata sulla rivista Nature, segna un progresso significativo nella chimica sintetica.
Il team di ricerca dell'Università di Cambridge ha sviluppato una nuova metodologia che consente ai chimici di inserire con precisione un singolo atomo di carbonio nelle molecole di alcheni. Questa reazione in un'unica fase semplifica il processo, offrendo un'efficienza e un controllo senza precedenti nella modifica molecolare. Questa svolta ha un immenso potenziale per la scoperta di farmaci e la sintesi di sostanze chimiche complesse.
Gli alcheni, elementi costitutivi essenziali nella chimica organica, si trovano in prodotti farmaceutici, agrochimici e nella scienza dei materiali. Tuttavia, estendere le catene alcheniche di un singolo atomo di carbonio è stato impegnativo. Il metodo del team di Cambridge utilizza un ingegnoso reagente chimico, un derivato dell'allil sulfone, per raggiungere questo obiettivo con notevole facilità.
Il reagente agisce come un «agente di trasferimento di un atomo di carbonio», attaccandosi all'alchene e innescando una sequenza controllata che integra un singolo atomo di carbonio. Questo processo avviene in condizioni miti, riducendo la complessità e i tempi rispetto ai metodi tradizionali. Il professor Matthew Gaunt sottolinea il design modulare del reagente, che fornisce un controllo unico sulla reattività e la selettività.
La versatilità del metodo gli consente di funzionare con un'ampia gamma di substrati alchenici, espandendo le possibilità nella sintesi chimica. Il team ha dimostrato la sua utilità modificando la ciclosporina A, un agente immunosoppressore, creando nuovi analoghi con proprietà varie. Alcuni analoghi hanno mantenuto la capacità di legarsi alle proteine target e modulare la risposta immunitaria, mentre altri hanno diminuito selettivamente gli effetti immunosoppressori.
Questa precisione nell'editing molecolare ha un potenziale trasformativo nella chimica medicinale, consentendo la modulazione delle proprietà dei farmaci. La capacità di esplorare lo «spazio chimico» con tale granularità consente la progettazione di farmaci con maggiore efficacia, tossicità ridotta o profili biologici su misura. L'impatto si estende oltre i prodotti farmaceutici, con applicazioni nella progettazione agrochimica e nella scienza dei materiali.
La ricerca del team fornisce informazioni sul comportamento dinamico del reagente allil sulfone, rivelando come gli elementi strutturali orchestrano la formazione dei legami. Questo approccio è in linea con i principi della chimica verde, riducendo al minimo gli sprechi e il consumo di energia. La scoperta promette di accelerare l'innovazione in tutte le discipline chimiche, traducendo i progetti molecolari in candidati clinici.
Questo progresso incarna il potere dell'ingegneria molecolare ponderata, aprendo una porta a molecole precedentemente ritenute inaccessibili e ridefinendo le frontiere della sintesi chimica. Il lavoro del team di Cambridge è destinato a rivoluzionare il campo, offrendo uno strumento robusto per l'estensione a un atomo di carbonio degli alcheni.