Effiziente Synthese von Indolderivaten

Jan 14, 2024

Einer Forschungsgruppe an der Universität Nagoya in Japan ist es gelungen, eine ultraschnelle und einfache Synthesemethode zur Herstellung von Indolderivaten zu entwickeln. Ihre Erkenntnisse sollen die Arzneimittelproduktion effizienter machen und die Palette potenzieller Arzneimittel auf Indolbasis zur Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten erweitern.Ihre Ergebnisse wurden veröffentlichtin Kommunikationschemie.

Ein Indol ist eine organische Verbindung, die aus einem Benzolring und einem Pyrrolring besteht. Die Heteroatom-Alkylierung am Kohlenstoffatom neben dem Indolring ist besonders nützlich, um eine breite Palette neuer Indolderivate zu erzeugen, und viele entzündungshemmende, krebsbekämpfende und antimikrobielle Behandlungen enthalten sie

In der Vergangenheit hat sich diese Heteroatom-Alkylierung als schwierig erwiesen, da Indole leicht und schnell eine unerwünschte Dimerisierung/Multimerisierung eingehen, Prozesse, bei denen sich zwei oder mehr Moleküle während der Reaktion zu unerwünschten größeren Molekülen verbinden. Diese unerwünschten Nebenprodukte begrenzen die Ausbeute des gewünschten Produkts.

Da Indole in so vielen Medikamenten vorkommen, ist eine effiziente Methode zu ihrer Synthese unerlässlich. Nun erhielt ein Team bestehend aus Assistenzprofessor Hisashi Masui (er/ihm), Doktorandin Sena Kanda (sie/sie) und Professor Shinichiro Fuse (er/ihm) von der Graduate School of Pharmaceutical Sciences der Universität Nagoya das Zielindol -basiertes Produkt in hoher Ausbeute bei gleichzeitiger Begrenzung von Nebenreaktionen mithilfe einer neuen Mikroflusssynthesemethode.

Ihre Methode besteht darin, eine Lösung durch einen kleinen Kanal mit einem Innendurchmesser von etwa 1 mm fließen zu lassen. Aufgrund seiner geringen Größe weist der Kanal ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen auf, sodass die Lösung in wenigen Millisekunden gemischt werden kann. Dies ermöglicht eine präzise Steuerung kurzer Reaktionszeiten und begrenzt die Zeit, in der instabile Zwischenprodukte im Reaktionsprozess vorhanden sind, auf nur etwa 0,1 Sekunden. Dies ist schnell genug, um eine unerwünschte Dimerisierung/Multimerisierung zu verhindern.

„Obwohl das Mischen von Lösungen mit einem Kolben mehrere Sekunden dauert, erledigt die Mikroströmungssynthesemethode dies in weniger als ein paar Millisekunden“, sagte Fuse. „Dadurch können kurze Reaktionszeiten von weniger als einer Sekunde erzeugt und präziser gesteuert werden und die Reaktionstemperatur kann vollständig kontrolliert werden. Wir haben in 20 ms eine aktivierte Indolverbindung erzeugt, um eine Zielproduktausbeute von 95 Prozent zu erreichen. Bei der gleichen Reaktion.“ in einem Standardkolben durchgeführt wurde, konnte das Zielprodukt überhaupt nicht erhalten werden und es kam zu Nebenreaktionen beim Mischen der Lösungen.“

„Da die entwickelte Methode zur Synthese verschiedener Indolderivate verwendet werden kann, ist unsere Studie nützlich, um Medikamentenkandidaten zu entwickeln und die Effizienz der Medikamentenproduktion zu verbessern“, sagte Fuse. „Die Reaktion verläuft unter milden Raumtemperaturbedingungen mit extrem hoher Geschwindigkeit und die verwendeten Reaktanten sind leicht verfügbar und kostengünstig, was sie äußerst praktisch macht.“

Der Konzern sieht viele potenzielle industrielle Anwendungen. Fuse betonte, dass die Flusssynthesemethode durch kontinuierliches Pumpen reproduzierbar skaliert werden kann, was sie zu einer idealen Wahl für Produktionsanlagen macht. „Indole sind eine der am häufigsten vorkommenden Strukturen in Arzneimitteln“, sagte er. „Wir erwarten, dass es zur Entwicklung von Arzneimittelkandidaten und zur Effizienz der Arzneimittelproduktion beiträgt.“

- Diese Pressemitteilung wurde von der Universität Nagoya bereitgestellt