Совместная работа химиков позволила найти креативный способ использования углекислого газа в благих и даже полезных целях путем его включения с помощью электросинтеза в ряд органических молекул, имеющих жизненно важное значение для развития фармацевтики. В процессе работы команда сделала инновационное открытие. Изменив тип электрохимического реактора, исследователи смогли получить два совершенно разных продукта, причем оба полезны в медицинской химии. Результаты опубликованы 5 января в журнале Nature. Соавторами статьи являются постдоки Пэн Ю и Вэнь Чжан, а также Гуо-Куан Сун из Сычуаньского университета в Китае. Команда из Корнелла под руководством Сонга Лина, профессора химии и химической биологии в Колледже искусств и наук, ранее уже применяла электрохимический процесс для сшивания простых молекул углерода и образования сложных соединений без использования драгоценных металлов или других катализаторов для продвижения химической реакции. Для нового проекта они выбрали более конкретную цель: пиридин, второе по распространенности гетероциклическое соединение в лекарствах, одобренных FDA. Гетероциклы — это органические соединения, в которых атомы молекул связаны в кольцевые структуры, по крайней мере один из которых не является углеродом. Эти структурные единицы считаются «фармакофорами» за их частое присутствие в лекарственно активных соединениях. Они также часто встречаются в агрохимикатах. Целью исследователей было получение карбоксилированных пиридинов, т.е. пиридинов с присоединенным к ним диоксидом углерода. Преимущество присоединения углекислого газа к пиридиновому кольцу заключается в том, что это может изменить функциональность молекулы и потенциально помочь ей связываться с определенными мишенями, такими как белки. Однако эти две молекулы не являются естественными партнерами. Пиридин — реактивная молекула, а углекислый газ, как правило, инертен.
Лаборатория Лина объединила свои знания в области электрохимии со специализацией группы Ю по использованию углекислого газа в органическом синтезе, и им удалось успешно создать карбоксилированные пиридины.
Сенсационное открытие команды произошло во время проведения электросинтеза. Химики обычно проводят электрохимическую реакцию одним из двух способов: в неразделенной электрохимической ячейке (в которой анод и катод, подающие электрический ток, находятся в одном растворе) или в разделенной электрохимической ячейке (в которой анод и катод разделены пористой перегородкой, блокирующей крупные органические молекулы, но пропускающей ионы). Один подход может быть эффективнее другого, но оба они производят один и тот же продукт. Группа Лина обнаружила, что при переходе от разделенной к неразделенной ячейке они могут избирательно присоединять молекулу углекислого газа к различным позициям пиридинового кольца, создавая два разных продукта: С4-карбоксилирование в неразделенной ячейке и С5-карбоксилирование в разделенной ячейке.
08.01.2023 |
Здоровье
Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей | |
Почти четверть американских детей с симпт... |
Ученые объяснили связь между депрессией и сердечно-сосудистыми заболеваниями | |
Депрессия и сердечно-сосудистые заболеван... |
eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови | |
Одни из самых смертоносных бактерий в&nbs... |
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм | |
Расстройство аутистического спектра, или ... |
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз | |
По данным нового крупного исследования, провед... |
JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты | |
Крупнейшее на сегодняшний день исследован... |
Science: Неврологи открыли компоненты нервных клеток, которые никогда не стареют | |
Некоторые молекулы РНК в нервных кле... |
STM: Иммунотерапия болезни Альцгеймера показала прогресс в исследовании на мышах | |
Болезнь Альцгеймера начинается с того, чт... |
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо | |
Используя современные методы тканевой инженери... |
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм | |
В исследовании, проведенном в Лестере и&n... |
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека | |
Чуткие носы собак способны распознать ранние п... |
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий | |
Исследователи из Университета Макмастера ... |
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых | |
Воздействие табака до рождения и нач... |
JAAD: Новый метод может помочь дифференцировать два кожных заболевания | |
Два редких кожных заболевания с похожими ... |
CM: «Все болезни от головы!»: возрастное изменение нейронов вызывает ожирение | |
Исследователи из Университета Нагоя и&nbs... |
Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома | |
Новое исследование показывает, что люди с... |
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста | |
Мигрирующие нейроны обладают конусом роста, ко... |
Cell: Открыта новая роль нейтрофилов в борьбе с раком | |
В исследовании, опубликованном в журнале ... |
Nature Communications: Обнаружен ген, способный защитить от мышечной дистрофии | |
Определенный ген может играть ключевую ро... |
ИИ подтвердил связь между курением во время беременности и СДВГ у потомства | |
Хотя в ряде исследований курение во ... |
Frontiers in Tropical Diseases: Создана защитная краска от переносчиков инфекций | |
Малярия и другие заболевания, вызванные п... |
3D-печатная кожа заживляет раны и содержит прекурсоры волосяных фолликулов | |
Жировая ткань — это ключ к&nbs... |
Открыта молекула РНК, которая помогает предотвратить ошибки при репликации ДНК | |
Исследователи из Университета Наварры обн... |
IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни | |
Портативное роботизированное устройство, котор... |
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний | |
Новое исследование, проведенное группой ученых... |
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров | |
Пульсоксиметры — один из самых... |
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть | |
Основываясь на десятилетних наблюдениях з... |
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы | |
В журнале Aging была опубликована новая научна... |
GBE: Молодость отца не гарантирует отсутствие нарушения развития у потомства | |
Новая статья в журнале Genome Biology and... |
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии | |
Ученые из City of Hope, одной из кру... |