Faceți clic pe chimie

Click chimie , un termen englez care poate fi tradus ca „clic chimie”, este o filozofie a chimiei introdusă de Barry Sharpless în 2001, ^[1] și se referă la posibilitatea de a sintetiza substanțe complexe într-un mod simplu și rapid, prin combinarea mai multor molecule.mici. Acest tip de reactivitate este inspirat de natură, care acționând în cea mai mare parte într-un mediu apos produce o varietate enormă de molecule complexe pornind de la câteva molecule de bază.

Pentru a face parte din chimia clicurilor, reacțiile trebuie (sau în mod ideal ar trebui)

• să fie modular și versatil
• da randamente foarte mari
• formează subproduse inofensive
• fie stereospecific
• au o forță motrice termodinamică mare (> 80 kJ / mol ) pentru a favoriza o reacție rapidă și completă față de un singur produs de reacție. În acest caz, reacția se spune că este „ încărcată cu arc ” pentru a forma produsul
• conduc la produse stabile în condiții fiziologice
• să fie eficient din punct de vedere al economiei atomice .

Procedura utilizată trebuie (sau în mod ideal ar trebui)

• apar în condiții ușoare
• folosiți materiale și reactivi ușor disponibili
• evitați utilizarea solvenților sau, cel puțin, solicitați solvenți nepericuloși și ușor de îndepărtat, de preferință apă
• conduc la produse finale care pot fi ușor izolate prin metode necromatografice , cum ar fi cristalizarea și distilarea .

Justificare

Începând cu CO ₂ , natura a produs doar aproximativ 35 de molecule de bază simple care au necesitat formarea legăturilor carbon - carbon (CC). Toate celelalte molecule complexe găsite în sistemele biologice și în biochimie sunt formate prin conectarea acelor aceleași molecule simple. De exemplu, proteinele sunt alcătuite din unități de aminoacizi care se repetă, iar zaharurile sunt alcătuite din unități de monozaharide care se repetă. În natură, conexiunile dintre unitățile de bază nu se bazează pe legături CC, ci pe legături CXC carbon - heteroatom , indicând faptul că realizarea conexiunilor CXC este mai simplă și mai eficientă.

Inspirat de ceea ce face natura, chimia clicurilor își propune să dezvolte reacții care conduc într-un mod simplu și rapid la sinteza moleculelor complexe utilizând conexiuni CXC. Această abordare generală poate fi foarte utilă, de exemplu, pentru descoperirea medicamentelor , deoarece este ușor să creezi un număr mare de structuri diferite. Simpla utilizare a conexiunilor CXC nu constituie o constrângere semnificativă asupra numărului de noi molecule sintetizabile. De fapt, în 1996 Wayne C. Guida a estimat la 10 ⁶³ numărul de medicamente posibile, considerând ca posibil candidat orice moleculă cu mai puțin de 30 de atomi, în afară de hidrogen, cu greutate moleculară mai mică de 500 dalton , formată folosind doar hidrogen , carbon , azot. , oxigen , fosfor , sulf , clor și brom și stabil la temperatura camerei în prezența apei și a oxigenului . ^[2] Utilizat în combinație cu chimia combinatorie, tehnicile de screening de mare viteză (HTS) și bibliotecile chimice , chimia prin clic are ca scop scurtarea timpului necesar pentru descoperirea de noi medicamente, făcând sinteza produselor eficientă și rapidă chiar și atunci când utilizează mai multe etape reacții.

Exemple

Criteriile cerute de chimia clicurilor sunt destul de stricte și este puțin probabil ca o anumită reacție să le reflecte pe deplin. Cu toate acestea, printre toate reacțiile care apar cu formarea legăturilor carbon-heteroatom, următoarele clase de reacții se pretează să fie incluse în contextul chimiei clicurilor:

• cycloaddition [2 + 3], cum ar fi cycloaddition de Huisgen azide-alchin , în special varianta catalizată de Cu (I), care este adesea considerată reacția „clic” pentru excelență . ^[3]
• reacții tiol-ene ^[4]
• Reacțiile Diels-Alder și reacțiile Diels-Alder cererea inversă de electroni ^[5]
• cycloadditions [4 + 1] între izocianuri și tetrazine ^[6]
• substituții nucleofile mai ales pe inele mici și tensionate precum în epoxizi și aziridine
• chimie non-aldol carbonilică: de exemplu, sinteza ureei , heterociclii aromatici și hidrazone
• reacții de adiție cu duble legături carbon-carbon , cum ar fi dihidroxilarea și epoxidarea .

Un exemplu tipic de chimie a clicurilor: cicloadiția Huisgen între o azidă și un alchin

Notă

Bibliografie

• ML Blackman, M. Royzen, JM Fox, Tetrazine Ligation: Fast Bioconjugation Based on Inverse-Electron-Demand Diels - Alder Reactivity , în J. Am. Chem. Soc. , Vol. 130, nr. 41, 2008, pp. 13518–13519, DOI : 10.1021 / ja8053805 . Adus la 10 octombrie 2011 .
• RS Bohacek, C. McMartin, WC Guida, <3 :: AID-MED1> 3.0.CO; 2-6 Arta și practica proiectării medicamentelor bazate pe structuri: o perspectivă de modelare moleculară , în Rev. Rez. Med. , Vol. . 16, n. 1, 1996, pp. 3-50, DOI : 10.1002 / (SICI) 1098-1128 (199601) 16: 1 <3 :: AID-MED1> 3.0.CO; 2-6 . Adus la 10 octombrie 2011 .
• CE Hoyle, CN Bowman, Thiol - Ene Click Chemistry , în Angew. Chem. Ed. Int. , Vol. 49, nr. 9, 2010, pp. 1540–1573, DOI : 10.1002 / an.200903924 . Adus la 10 octombrie 2011 .
• HC Kolb, MG Finn, KB Sharpless, <2004 :: AID-ANIE2004> 3.0.CO; 2-5 Faceți clic pe chimie: funcție chimică diversă de la câteva reacții bune , în Angew. Chem. Ed. Int. , Vol. 40, nr. 11, 2001, pp. 2004 ± 2021, DOI : 10.1002 / 1521-3773 (20010601) 40:11 <2004 :: AID-ANIE2004> 3.0.CO; 2-5 . Adus la 10 octombrie 2011 .
• C. Spiteri, JE Moses, Azidă catalizată de cupru - Cicloadiție alchină: sinteză regioselectivă a 1,2,3-triazoli 1,4,5-trisubstituiți , în Angew. Chem. Ed. Int. , Vol. 49, nr. 1, 2010, pp. 31-33, DOI : 10.1002 / an.200905322 . Adus la 10 octombrie 2011 .
• H. Stöckmann, AA Neves, S. Stairs, KM Brindle, FJ Leeper, Explorarea chimiei de clic pe bază de isonitril pentru ligarea cu biomolecule , în Org. Biomol. Chem. , vol. 9, 2011, pp. 7303-7305, DOI : 10.1039 / C1OB06424J . Adus la 10 octombrie 2011 .

linkuri externe

• ( EN ) Număr monografic al Chem. Soc. Rev. on click chimie , pe rsc.org . Accesat la 11 octombrie 2011 .
• (RO) Site-ul web al profesorului Sharpless, cu o listă de articole pe click chimie pe scripps.edu. Accesat la 11 octombrie 2011 .
• ( EN ) Pagina portalului de chimie organică cu literatura recentă de chimie a clicurilor , la organic-chemistry.org . Accesat la 11 octombrie 2011 .
• ( RO ) „Chimie de clic in situ” pe Știri chimice și inginerie , pubs.acs.org . Accesat la 11 octombrie 2011 .
• ( RO ) „Chimie cu clic fără cupru” pe Știri chimice și inginerie , pubs.acs.org . Accesat la 11 octombrie 2011 .

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei