Forschende entwickeln neue Methode zur Herstellung bisher unbekannter Verbindungen
Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der RWTH Aachen hat in der Fachzeitschrift Nature ein Verfahren vorgestellt, mit dem sich die Herstellung komplexer Moleküle vereinfachen lässt.
Ein internationales Team von Chemikerinnen und Chemikern hat ein Verfahren entwickelt, mit der die Reaktivität von Aminen erhöht werden kann, also von organischen Verbindungen, die in vielen der weltweit am häufigsten verwendeten Medikamente enthalten sind. Der innovative Ansatz verspricht eine deutliche Vereinfachung der pharmazeutischen Synthese und eröffnet Chemikerinnen und Chemikern die Möglichkeit, neuartige Moleküle zu synthetisieren, die bislang noch nicht hergestellt wurden.
Die in der angesehenen Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Forschung, geleitet von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der RWTH Aachen aus Deutschland, Großbritannien, China und Italien, thematisiert die Aktivierung der zentralen chemischen Bindung innerhalb von Aminen: der Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung. Durch die Aktivierung dieser Bindung konnten die Forschenden erreichen, dass Amine an Kreuzkupplungsreaktionen teilnehmen. Diese Reaktionen gehören zu den leistungsfähigsten Methoden, um komplexe Moleküle aus einfacheren Bausteinen herzustellen. Die Forschenden konnten verschiedene Klassen von Aminen aktivieren und erfolgreiche Kreuzkupplungen mit einer Vielzahl anderer organischer Moleküle durchführen, wodurch die Synthese einer Reihe verschiedener Verbindungen ermöglicht wurde.
Aminogruppen spielen eine zentrale Rolle in der biologischen Funktion vieler Medikamente, darunter Antibiotika, Anästhetika und Antidepressiva. In der Vergangenheit wurden diese funktionellen Gruppen fast ausschließlich als statische Endpunkte in der Synthese verwendet, da die direkte Manipulation der Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung chemisch schwierig war. Der korrespondierende Autor Professor Daniele Leonori, Lehrstuhl für Organische Chemie III an der RWTH Aachen, betont, dass der Durchbruch seines Teams einen ersten Schritt in Richtung der Verwendung von Aminen in der chemischen Synthese darstellt.
Mit dieser neuen Synthesemethode können Chemikerinnen und Chemiker kleine, aber entscheidende Veränderungen an pharmazeutischen Molekülen vornehmen, wodurch es viel einfacher wird, chemisch vielfältige Arzneimittel mit unterschiedlichen biologischen Funktionen herzustellen – Bemühungen, die bis heute in der Regel viele mühsame Einzelschritte erforderten. Diese neue Modifikationsstrategie kann die Anzahl der Syntheseschritte, die zur Herstellung und Diversifizierung von Wirkstoffkandidaten erforderlich sind, drastisch reduzieren und so Zeit, Kosten, Energie und Arbeit sparen.
„Die Möglichkeit, Amine direkt zu aktivieren und zu modifizieren, wird es uns ermöglichen, schnell zu untersuchen, wie sich strukturelle Veränderungen auf die biologische Aktivität auswirken“, erklärt Leonori. „Dies ist eine grundlegende Veränderung in der Art und Weise, wie wir diese allgegenwärtigen funktionellen Gruppen betrachten und nutzen.“ Der Wissenschaftler sieht diese Arbeit als Tor zu einer völlig neuen chemischen Landschaft: „Ich glaube, dass unser Ansatz die Tür zu Molekülen öffnen wird, die noch nie zuvor hergestellt wurden. Wir sind besonders begeistert von der Möglichkeit, diese Reaktivität für die Modifizierung von Biomolekülen und Polymeren zu nutzen.“
Das Projekt wurde vom Europäischen Forschungsrat und den Marie-Curie-Maßnahmen unterstützt.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Prof. Daniele Leonori
Lehrstuhl für Organische
Chemie III
0241 80-94686
daniele.leonori@rwth-aachen.de
Originalpublikation:
www.nature.com/articles/s41586-025-09725-1
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