Nya metoder för att syntetisera halogenerade ämnen
- Diarienummer
- ID16-0041
- Start- och slutdatum
- 170501-220228
- Beviljat belopp
- 2 500 000 kr
- Förvaltande organisation
- Stockholm University
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Forskning kring C-H aktivering utvecklas i rasande takt. Vad som inte var möjligt för bara några år sedan kan nu åstadkommas mha av ett flertal metallkomplex. I det föreslagna projektet vill vi utveckla sk styrd halogenering av C–H hos läkemedelslika molekyler. Tidigare studier har fokuserat på att utveckla ”designade” styrande grupper som dirigerat metallen till en specifik C–H bindning. I en preliminär studie har vi visat att en karboxylsyra, som är en vanligt förekommande substituent i läkemedel, kan fungera som styrande grupp under extremt milda reaktions förhållanden. Vi vill utvidga studien till att omfatta även andra styrande grupper av intresse för AZ. Både homogena och hetergena katalysatorer, där de senare kommer baseras på metallorganiska nätverk kommer att utvecklas. Uppskalning och återanvändning av katalysatorerna kommer att studeras. Med hjälp av beräkningskemi hoppas vi få en djupare förståelse för reaktionsmekanismen och därmed kunna utveckla bättre katalysatorer. Slutligen har vi som mål att jämföra C–H med C–halogen med avseende på fysikalkemiska eggenskaper och metabolsk stabilitet. Med detta tror vi oss ha utvecklat metodik som bidrar till hållbar utveckling samtidigt som det ger till tillgång till helt nya kemiska strukturer på ett mycket effektivt sätt.
Populärvetenskaplig beskrivning
För att kunna skapa molekyler för test eller tillverkning inom läkemedelsforskning krävs avancerade molekylära verktyg. Samhället kräver idag att processer är energieffektiva och minimerar miljöpåverkan i form av utsläpp och användning av metaller och andra miljöpåverkande ämnen. I det föreslagna projektet vill vi utveckla processer som skapar nya bindningar mellan kol och olika halogener från kol och väte , de resulterande föreningarna är av stort värde som både intermediärer och slutgiltliga läkemedelskandidater. Bindningen mellan kol och väte har traditionellt ansetts som inert vid aktivering av övergångsmetaller. Vi föreslår ,och har preliminära data som stödjer, en process varvid iridium kan aktivera en kol-väte bindning och ersätta densamma med en halogen. Med detta kan vi åstadkomma mycket miljöeffektiva processer som ger tillgång till substanser med inte bara nya egenskaper utan också i en ny kemisk rymd. Metallen kan sedermera sättas in i ett poröst material och hindra att den aktiva metallen läcker ut och kontaminerar ett läkemedel. Gränsvärdena för metaller i läkemedel är mkt låga (mindre än10 ppm; ppm = parts per million)) vilket idag gör att man undviker metall-katalyserade processer i slutfasen av läkemedelstillverkning. I det föreslagna forskningsprojektet där metallen också kan vara uppbunden i porösa material kommer produkten att i stort sett vara fri från metall (mindre än 0.2 ppm). De halogenerade läkemedels substanserna kommer att utvärderas med avseende på såväl fysikalkemiska såsom biologiska egenskaper. Parallellt kommer vi med hjälp av datorberäkningar att utvärdera de molekylära mekanismer som styr dessa aktiveringsprocesser. De föreslagna metoderna möjliggör på alla sätt effektivare och miljövänligare processer för att exempelvis tillverka nya föreningar med applikationer inom såväl läkemedelsindustri som material/processindustri.