طريقة آمنة وفعالة لتحضير مركبات الأزيد تجعل الكيمياء النقرية أكثر سهولة

تفاعل جديد يُكَّوِن مركبات الآزيد تقريبا من أي امين أولي يعُطِي الكيميائيين القدرة على إنشاء مكتبات ضخمة من المركبات المناسبة للكيمياء النقرية. التحويل المكتشف بواسطة جياجيا دونغ من معهد شنغهاي للكيمياء العضوية، وك. شاربليس من معهد سكريبس للأبحاث في كاليفورنيا، وزملاؤهم، سيكون له استخدامات في العديد من المجالات، من ضمنها التخليق العضوي، والكيمياء الدوائية، والكيمياء البيولوجية، وعلوم المواد.

تُعَّد الكيمياء النقرية التي تتضمن دمج مركبان عاليا التفاعلية بطريقة موثوقة وبدون اي نواتج جانبية، اداة قيمة في العديد من المجالات. أحد أكثر التفاعلات النقرية شيوعًا، هو تفاعل الاضافة الحلقية للآزيد والألكاين المحفز بالنحاس الأحادي، CuAAC والمستخدم عادة بواسطة البيولوجيين الكيميائيين والمتخصصين في علوم المواد، وكيميائيين البوليمرات. يُزَاوَج تفاعل CuAAC مركب الآزيد مع الألكاين ليَنتُج أحد مركبات التريازول الذي يربط بين كيانين جزيئيين مختلفين.

علي الرغم ان تفاعل CuAAC مفيدا جدا للعلماء، فان تحضير مركب الآزيد ليس امرًا سهلًا. مركب الترايفلايل أزيد (Triflyl azide)، وهو متفاعل شائع الاستخدام في تحضير مركبات الأزيد من الامينات الأولية، يستغرق وقتا طويلا ليتفاعل حتى مع استخدام عاملًا حفازًا من أحد الفلزات، بالإضافة الى كونه سام. بالإضافة الي ذلك، يُعَّد كلٌ من مركب الترايفلايل أزيد ومتفاعل آخر معروف، وهو ايميدازول-1-سلفونيل الازايد هيدروكلوريد، قابلان للانفجار. وضح دونغ شاربليس وزملاؤه سبب ذلك أن أي مادة ستكون جيدة لتحضير مركبات الأزيد لابد وأن تكون نشطة للغاية، مما يعني أنها قابلة للانفجار أثناء التخزين.

خلال عملهم على تفاعل مختلف بالكامل، اكتشف الباحثون أن مركب فلوروسلفوريل الأزيد تمكن من تحويل الامينات الاولية الى ازايد في غضون دقائق، وهي خاصية أدركوا أنها ستساعدهم على تخليق مركبات للكيمياء النقرية.

لا يحتاج فلوروسلفوريل الأزيد الى التنقية او التخزين لأن الكيميائيين يُحضِروه مباشرة في وعاء التفاعل من ملح ايميدازوليوم فلوروسلفوريل ترايفلات مع أزيد الصوديوم. بهذه الطريقة، يتم تجنب خطر اي انفجار. بالإضافة لذلك، أظهرت فحوصات السمية على الفئران أن ملح الترايفلات المتفاعل يشكل خطرًا أقل سمية. (Nature 2019, DOI: 10.1038/s41586-019-1589-1)

يقول فالنتين ويتمان، استاذ الكيمياء في جامعة كونستانز والذي درس طرق تحضير مركبات الأزيد: «باستخدام الكيمياء النقرية، خصوصا تفاعل CuAAC، أصبحت مجموعة الأزيد مجموعة وظيفية قيمة جدًا» ... «ان تقرير دونغ وشاربليس، يمثل خطوة رئيسية نحو تحضير مركبات الأزيد بأمان وفعالية».

يقول ايثان غودارد-بورغر، عالم الكيمياء البيولوجية في معهد والتر واليزا هول للابحاث الطبية: «يبدو أنها طريقة بسيطة وموثوقة نحو مجموعة متنوعة من مركبات الأزيد» ... «فقط الوقت ومجمل خبرة مجتمع الكيمياء يمكن أن يكشفا عن مدى أهمية هذه الطريقة.”... «إن مختبري بالتأكيد سيحاول ذلك».

يقول دونغ: «أن التفاعل الجديد يجعل من الممكن إنشاء مكتبات لمركبات الأزيد مكونة من 1200 مركب”. يأمل دونغ: «أن يسرع التفاعل من اكتشاف مركبات جديدة مفيدة، خصوصا الادوية باستخدام الكيمياء النقرية». يقول مايك بيتراسي، نائب رئيس الكيمياء الدوائية في كاليبر، وهو معهد للأبحاث الدوائية الحيوية: «إن هذه الرؤية تتشكل بالفعل” ... «أن مكتبات التريازول التي أعدت بواسطة طريقة دونغ وشاربليس أنتجت بالفعل دواءا واعدا لمكافحة مرض السل».