Химики открыли новый способ создания карбенов для лекарств будущего

Автор: Unsplash/CC0 Public Domain

Химики разработали новый метод генерации высокоэффективных химических строительных блоков с использованием металлокарбенов, сообщается в новом исследовании.

Карбены — это короткоживущие, высокореактивные атомы углерода, которые обычно используются в химических реакциях, критически важных для синтеза лекарств и разработки материалов. Однако в лабораторных условиях их создание сопряжено с трудностями из-за ограниченных и часто опасных методов получения.

Исследователи из Университета Огайо впервые разработали подход, который значительно упрощает производство металлокарбенов, как объяснил Дэвид Нагиб, соавтор исследования, профессор химии и биохимии университета.

«Нашей целью всегда было найти новые способы получения карбенов, которые раньше не были известны. Если бы удалось использовать их в более мягких каталитических условиях, можно было бы достичь новой реакционной способности, что мы и сделали», — сказал Нагиб.

Учёные разработали этот метод, используя железо в качестве катализатора и комбинируя его с хлорсодержащими молекулами, которые легко генерируют свободные радикалы. Исследование опубликовано в журнале Science.

Эти компоненты позволили формировать карбены, включая ранее неизвестные, которые затем быстро присоединяются к другим молекулам, образуя циклопропаны — трёхсторонние молекулярные структуры, важные для синтеза лекарств и агрохимикатов.

«Наша лаборатория одержима поиском лучших методов создания циклопропанов. Мы стремимся разработать более совершенные инструменты для производства более эффективных лекарств, и по пути решили серьёзную проблему в мире карбенов», — отметил Нагиб.

Новый метод работает даже в воде, что открывает перспективы создания металлокарбенов внутри живых клеток для поиска новых мишеней для лекарств. По словам Нагиба, этот подход примерно в 100 раз эффективнее предыдущих инструментов, разработанных его лабораторией за последнее десятилетие.

Открытие может революционизировать производство лекарств, сделав его более простым, безопасным и экономичным. Это особенно важно для препаратов, используемых при лечении сердечных заболеваний, COVID, ВИЧ-инфекций, а также антибиотиков и антидепрессантов.

Команда намерена продолжать совершенствовать технологию, чтобы обеспечить её доступность для исследовательских лабораторий и фармацевтических компаний по всему миру.

Дополнительная информация: Khue N. M. Nguyen et al, Harnessing carbene polarity: Unified catalytic access to donor, neutral, and acceptor carbenes, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adw4177

Источник: The Ohio State University