INTRODUZIONE
Significato e rilevanza di composti organici bioattivi
Diversi approcci alla sintesi (totale, semisintesi, combichem, diversity-oriented)
Importanza dei centri chirali e gestione della stereochimica per gli effetti biologici
Esempi di bioattivi da risorse naturali
Introduzione
COMPOSTI ORGANICI BIOATTIVI
docente: prof. Silvia Marchesan
tel.: 040 5583923, e-mail: smarchesan@units.it
Fra i tanti diversi campi di studio della sintesi organica, la sintesi di molecole biologicamente attive rappresenta un argomento vastissimo e sicuramente fra i più affascinanti per le applicazione sintetiche e farmacologiche che ne conseguono. I fenomeni di resistenza batterica così come la comparsa di nuovi virus e nuove malattie richiedono uno sforzo continuo da parte dei ricercatori nella progettazione e nella sintesi di nuovi farmaci.
Fin dall’antichità, da fonti naturali, per estrazione da piante o animali, sono stati isolati innumerevoli composti ad attività farmacologica. La scarsità delle risorse naturali o la necessità di aumentare l’attività dei composti isolati attraverso modifiche strutturali, ha presto portato alla necessità di riprodurne la sintesi in laboratorio, o mimando la biosintesi naturale o anche variando completamente l’approccio sintetico.
Obiettivo:
Acquisire conoscenza di reazioni fondamentali di chimica organica (ad es. organocatalizzate). Reazioni stereoselettive (ad es. epossidazione, diidrossilazione e aminoidrossilazione) ampiamente usate per la sintesi di composti organici bioattivi. Acquisire concetti base come "atom economy" e "click chemistry" per sviluppare processi efficienti e di interesse industriale.
Materiale fornito: slides delle lezioni, articoli scientifici inerenti gli argomenti e attività su Moodle2.
Prova d'esame: discussione di un articolo scientifico scelto dallo studente (tra quelli proposti su Moodle 2 per l'esame) su un composto bioattivo con discussione orale inerente gli aspetti sintetici e le reazioni studiate a lezione; verranno fatte domande anche non inerenti l'articolo scelto ma riguardo altre parti del programma del corso.
Corsi correlati: introduzione alla spettroscopia organica, stereochimica organica, modellistica organica, introduzione alla sintesi organica, chimica organica 1-3, chimica farmaceutica, biochimica/chimica biologica.
Esempio di composti bioattivi trattati durante il corso:
Taxolo
COMPOSTI ORGANICI BIOATTIVI
Drug discovery
- isolamento da prodotti naturali
- studi di archeologia
- a volte scoperti per caso (“serendipitous discovery”) sono utili per capire come le patologiepossonoesserecontrollate a livellomolecolare, e anche per scoprire quindi target molecolari
- come farmaci, ma anche composti che interagiscono con recettori dell’olfatto o del gusto presenti negli alimenti
Modifica e ricerca di metodi di sintesi di laboratorio
- Target-Oriented Synthesis (sintesi totale e semisintesi)
- Combinatorial Chemistry (combichem) – tipico della chimica medicinale
- Diversity-Oriented Synthesis
SINTESI TOTALE
Sintesi chimica completa di una molecola complessa, spesso un prodotto naturale, a partire da precursori commerciali semplici. Grandi figure della sintesi totale: Woodward, Trost, Evans, Corey, Nicolau, MacMillan.
SEMISINTESI
Sintesi chimica di una molecola complessa, spesso un prodotto naturale, a partire da precursori abbastanza complessi di origine naturale. Pertanto la semisintesi in parte sfrutta la biosintesi o sintesi naturale di precursori.
TARGET-ORIENTED SYNTHESIS
1 metodologia (ottimizzata per quel target)
1 scaffold
1 set di sostituenti
1 prodotto
SINTESI COMBINATORIALE (COMBICHEM)
1 metodologia (ottimizzata in generale)
1 scaffold
n set di decorazioni o sostituenti
n prodotti in uno spazio chimico ristretto
DIVERSITY-ORIENTED SYNTHESIS
1 metodologia (ottimizzata in generale)
m scaffolds
n set di sostituenti
m x n prodotti in un ampio spazio chimico
ASPETTI DA CONSIDERARE NEL PROGETTARE UNA SINTESI