Ученые нашли способ быстро и точно добавлять фтор в лекарства

Химики из Научно-исследовательского института Скриппс разработали новый метод, который позволяет в один этап точно присоединять атомы фтора к сложным, похожим на лекарства молекулам. Этот прорыв решает давнюю проблему стереоселективного фторирования связей углерод-водород (C–H), что критически важно для создания более эффективных препаратов и радиоактивных маркеров для медицинской визуализации.

Вычислительная модель стереоселективного включения фтора. Автор: Scripps Research

Фтор играет ключевую роль в биомедицине: он может повышать эффективность лекарств и продлевать их действие в организме, а его радиоактивный изотоп фтор-18 используется в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Однако прямое и точное введение фтора в стабильные связи C–H было сложной задачей.

Новый подход, описанный в журнале Nature Catalysis, использует палладиевый катализатор в сочетании со специально разработанным хиральным лигандом. Эта система направляет фтор из дешевых и доступных солей, таких как фторид калия, в нужное положение на целевой молекуле с высокой точностью и выходом.

Это открытие меняет то, как мы думаем о фторировании связей C–H. Оно не только решает проблему, которой несколько десятилетий, но и указывает на новые стратегии проектирования катализаторов, — говорит ведущий автор исследования, профессор Цзинь-Цюань Юй.

Метод успешно протестирован на производных лекарств, таких как флутамид (препарат от рака простаты) и фентанил (опиоидный анальгетик), обеспечивая создание только нужной «зеркальной» формы молекулы.

Особенно важно, что реакция проходит всего за 45 минут. Это делает метод практичным для работы с фтором-18, период полураспада которого составляет около 110 минут. Теперь радиоактивный изотоп можно напрямую из циклотрона встраивать в молекулы для ПЭТ-сканирования.

Поскольку эта платформа уже применяется в промышленности, мы оптимистичны, что она ускорит как открытие лекарств, так и диагностическую визуализацию, — отмечает первый автор работы, Никита Чекшин.

Исследователи также расширили свою платформу для работы с другими элементами, включая кислород и азот, что открывает новые возможности для тонкой настройки лекарственных соединений.