תגובת הורנר-וואדסוורת'-אמונס (HWE) היא תגובה בסיסית בכימיה אורגנית, בשימוש נרחב ליצירת תרכובות קרבוניל מצומדות. תרכובות קרבוניל מצומדות משמשות בתעשיות רבות לסינתזה של בשמים, פלסטיק ותרופות ומעורבות גם בתהליכים ביולוגיים. כתוצאה מכך, שיטות לשיפור תגובות HWE הן תחום מחקר פעיל.
יישום פוטנציאלי אחד של תגובות HWE הוא לפתח (ה)-איזומרים של תרכובות קרבוניל מצומדות המועילות לסינתזה של כימיקלים הנקראים אנלוגים של hynapene עם תכונות אנטי-סרטניות מבטיחות. לרוע המזל, שיטות התגובה המסורתיות של HWE אינן עקביות ב-ה)- ו-ז)-סלקטיביות ודורשים מספר שלבים כדי לקבל תרכובות מוארכות נוספות. מספר מחקרים חקרו ריאגנטים חדשים כדי לשפר את הסלקטיביות של תגובות HWE. עם זאת, הסיבה לסלקטיביות המוגברת שלהם עדיין לא נבדקה מספיק, וגם טווח המצעים המתאימים לראגנטים מסוג Weinreb אמיד מסוג HWE לא נחקר במלואו. בנוסף, ההשפעה של תנאי תגובה שונים על תגובת HWE באמצעות אותו מצע לא נחקרה.
בפריצת דרך, צוות מחקר מהמחלקה לכימיה יישומית באוניברסיטת טוקיו למדע (TUS), יפן, בראשות עוזר פרופסור Takatsugu Murata, כולל מר Hisazumi Tsutsui ופרופסור Isamu Shiina מ-TUS, ערך מחקר מפורט על תגובות HWE ופיתח מערכת חזקה ומאוד (התגובת HWE מסוג Weinreb סלקטיבית עם היקף מצע רחב. "התגובה שפיתחנו מהירה יותר משיטות מסורתיות כמו תגובת Wittig ותגובת HWE המתאימה מסוג אסטר, וניתן להשתמש בתרכובות הרלוונטיות במגוון רחב ביותר של יישומים, כולל סינתזה של אנלוגים פעילים פרמקולוגית." אומר מוראטה. "הישג מרכזי הוא בידוד המינים הפעילים בתגובה, המאפשר לנו לסנתז ביעילות את המבשר החשוב לייצור תרכובות פעילות פרמקולוגית בקנה מידה גדול יותר על ידי הכנת המינים הפעילים מראש". המחקר שלהם היה זמין באינטרנט ב-11 באוקטובר 2024 ופורסם בכרך 89 גיליון 21 של כתב העת לכימיה אורגנית ב-1 בנובמבררְחוֹב2024.
במחקר זה, החוקרים בדקו באופן שיטתי את ההשפעה של בסיסים שונים, ממיסים, קטיונים, ריכוזי תגובה וטמפרטורות על התגובתיות והבררנות של תגובת ה-HWE מסוג Weinreb amid. הם גילו ששימוש איזופרופיל מגנזיום ברומיד (אֲנִיPrMgBr) כבסיס הביא גבוה (ה)-סלקטיביות, הודות להיווצרות של תוצר ביניים מגנזיום פוספונואנולט. מבנה הביניים והערכיות של קטיון המתכת היו המפתח לשיפור הסלקטיביות. יתר על כן, החלפת ברום בכלור בבסיס שיפרה עוד יותר את הסלקטיביות.
באופן מעניין, החוקרים מצאו גם שחומר הביניים מגנזיום פוספונואנולט נוצר באמצעות אֲנִיבסיס PrMgCl היה יציב מספיק כדי להיות מבודד. תוצר ביניים מבודד זה היה יציב במיוחד, ללא התדרדרות כאשר אוחסן בטמפרטורת החדר באווירת ארגון במשך יותר משישה חודשים. ניתן להשתמש בתווך זה ישירות בתגובת HWE עם גבוה (ה)-בַּררָנוּת.
הצוות עשה עוד אופטימיזציה של הכמות של אֲנִיPrMgCl, ממסים ומגיב HWE מסוג Weinreb אמיד כדי למקסם את התשואה של התגובה. התנאים האופטימליים עבדו היטב על פני מגוון רחב של מצעים, כולל אלדהידים רוויים אליפטיים שונים, אליפטיים א, β-אלדהידים בלתי רוויים, ואלדהידים ארומטיים, המדגימים את החוסן וההרחבה של השיטה. כדי להדגים את יישומו, הצוות יישם את מתודולוגיית התגובה החדשה שלהם כדי לסנתז תרכובות אורגניות מורכבות שונות, כולל מוצרים מתהליכי התארכות עוקבים, תגובת HWE של קטון מחזורי וסינתזת קטון של Weinreb.
"נכון לעכשיו, אנלוגים של Hynapene נבדקים במחקרי יעילות תרופות שונים, כולל מחקרים בבעלי חיים, ופיתוחם צפוי מאוד, מה שמוביל לפיתוח תרופות יעיל יותר", מעיר מוראטה. במבט קדימה, הוא מוסיף, "אנו מחויבים לשפר את השיטה הזו עוד יותר ולערוך מחקרים נוספים כדי לקבל תובנות טובות יותר לגבי מנגנוני התגובה."
אנו מקווים שמחקר פורץ דרך זה מציע מסלול לקראת תרופות אנטי-סרטניות חדשות עם יתרונות פוטנציאליים עבור אינספור חולים.
