ابزارهای “مکعب شیمیایی” برای ساخت داروهای جدید و مواد شیمیایی کشاورزی

در یک برنامه اکتشاف در حال انجام ، یک پلتفرم تولید مواد شیمیایی بر اساس مولکول‌های مکعبی کشف می‌شود که می‌تواند به دمیدن جان تازه‌ای به داروهای خسته و مواد شیمیایی کشاورزی کمک کند.

کریگ ویلیامز، پروفسور دانشگاه کوئینزلند (UQ) گفت این پلتفرم که با همکاری CSIRO توسعه یافته است، در حال توسعه مجموعه ای هیجان انگیز از ابزارها برای شیمیدانانی است که در بسیاری از موارد، گزینه های جدید بلوک های ساختمانی شیمیایی تمام شده بودند.

ویلیامز گفت: “شیمیدانان اغلب در طول تاریخ به هیدروکربن ها، موادی مانند پتروشیمی ها، برای ساختن مواد شیمیایی بسیار مهم برای جامعه متکی بوده اند.”

اما یکی از هیدروکربن‌های کلیدی که از لحاظ تاریخی در این ترکیب گم شده است، کوبان است – یک هیدروکربن مصنوعی به شکل یک مکعب. کوبان به طور سنتی نادیده گرفته می شد، زیرا هیچ راهی برای سنتز این مولکول در مقیاس بزرگ وجود نداشت و بنابراین کاربرد آن محدود بود. این از آن زمان تغییر کرد زیرا شیمی‌دانان استرالیایی در CSIRO یک سنتز در مقیاس کیلوگرم را گزارش کردند که اکنون در Boron Molecular در ملبورن تولید می‌شود، که باعث افزایش قابل توجه تحقیقات کوبایی در قرن بیست و یکم شد.

برای اولین بار، تیم UQ با موفقیت یک اتم نیتروژن را در یکی از خویشاوندان نزدیک کوبان گنجاند که پتانسیل طولانی مدت بهبود خواص این دسته از مولکول ها را برای استفاده در سیستم های بیولوژیکی دارد.

ویلیامز گفت: «هیدروکربن‌ها در طیف گسترده‌ای از داروها موفق می‌شوند، اما ماهیت یک هسته اتم تمام کربن می‌تواند برخی از فعل و انفعالات بیولوژیکی را مختل کند و کاربرد آن‌ها را در اکتشافات دارویی و کشاورزی محدود کند.

عناصری مانند نیتروژن می توانند برهمکنش های بیولوژیکی مطلوبی را که برای هیدروکربن ها در دسترس نیستند، تسهیل کنند. در واقع، تقاضای بیولوژیکی برای نیتروژن آنقدر زیاد است که اکثر داروهای مورد تایید FDA ایالات متحده حداقل یک اتم نیتروژن دارند. جایگزینی اتم‌های نیتروژن در داربست‌های هیدروکربنی اثبات‌شده دارویی، مانند کوبان، یک استراتژی کم استفاده اما جذاب برای ارتقای پتانسیل بیولوژیکی آنها است. سنتز و مطالعه 1-azahomocubane با همکاری دانشگاه شیکاگو و دانشگاه فناوری کوئینزلند مرزهای ممکن را تغییر می دهد.

ویلیامز همکاری دیرینه ای با دکتر پل ساویج، معاون مدیر تولید CSIRO دارد که تیم او در تبدیل اختراعات آزمایشگاهی به فرآیندهای مقیاس پذیر مجرب است.

ساویج گفت که تیم تحقیقاتی در مورد آینده هیجان زده هستند.

ساویج گفت: “این زمینه ممکن است منجر به درمان های بهتر برای بیماری ها یا مواد شیمیایی روزمره شود که کیفیت زندگی و محیط زیست ما را به شدت بهبود می بخشد.”

“برای روشن بودن، همه اینها آرزوهای آینده هستند – و ممکن است راه درازی باشد – اما این کار برای ارائه گزینه های جدید به شیمیدانان در سراسر جهان اساسی است، و ما از اینکه توانسته ایم در این هدف مشارکت داشته باشیم، هیجان زده هستیم. ”

– این بیانیه مطبوعاتی در ابتدا در وب سایت دانشگاه کوئینزلند منتشر شد