Forscher haben eine neuartige Methode zur Herstellung einer selektiven Substanz vorgestellt, die Krebszellen angreift und eliminiert. Sie existierte bisher nur in der Theorie – und ermöglicht nun die Entwicklung neuer Medikamente.
Unter der Leitung von Prof. Jaeheung Cho vom Fachbereich Chemie der Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) hat das Forscherteam erfolgreich nachgewiesen, dass die Synthese von Hydroxymato-Kobalt (III), einem potenziellen Kandidaten für Anti-Krebsvorläuferstoffe, die Reaktion von metallaktiven Sauerstoffspezies mit Nitril beinhaltet. Im Gegensatz zu früheren Studien, bei denen teure Schwermetalle verwendet wurden, kommen bei dieser neuen Methode kostengünstige Metalle zum Einsatz und sie funktioniert bei niedrigeren Temperaturen.
Die Synthese von Nitril, einer Verbindung, die häufig in Arzneimitteln und landwirtschaftlichen Pestiziden verwendet wird, hat sich als schwierig erwiesen. Das Forscherteam hat nun jedoch bestätigt, dass die Reaktion zwischen Nitrilen und Kobalt-Hydroperoxo-Spezies, einer Art von metallaktiven Sauerstoffspezies, zur Synthese von Peroxyimidat zu Kobalt (III) führt. Diese Erkenntnis zeigt, dass Peroxyimidat zu Kobalt (III) eine Zwischensubstanz ist, die während der chemischen Reaktion gebildet wird und schließlich Hydroxymit zu Kobalt (III) erzeugt.
Um Kobalt(III)-Peroxyimidato-Komplexe zu synthetisieren, führte das Forscherteam eine neue Spezies ein, die als Acobalt(III)-Hydroperoxo-Spezifikationen bekannt ist. Bemerkenswerterweise entdeckten sie, dass die Reaktion stattfindet, wenn Hydroperoxo nukleophil mit Nitril angegriffen wird. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass die Zugabe einer Base zu Peroxymidato-Kobalt (III) dieses in Hydroxymito-Kobalt (III) umwandelt, was die Synthese von Vorläufern ermöglicht.
Das Forschungsteam legte besonderen Wert auf die Bedeutung der Basizität der Metall-Sauerstoff-Spezifikationen, insbesondere der Metall-(Hydro)peroxo [M-O2(H)]-Komplexspezies. Durch die Kontrolle der an die Kobalt-Hydroperoxo-Spezies gebundenen Atome, die nicht mit Nitril reagierten, gelang es ihnen, die Basizität zu erhöhen und damit schnelle Reaktionen auch bei niedrigen Temperaturen zu ermöglichen.
Um die strukturellen Aspekte der Kobalt(III)-Hydroperoxo-Spezifikationen weiter zu untersuchen, setzte das Forscherteam chemische Computersimulationen ein, die die Leistungsfähigkeit von Computern zur Analyse chemischer Phänomene nutzen. Diese Simulationen zeigten die Auswirkungen von Änderungen in der Kombination von Atomen auf die Struktur von Kobalt(III)-Hydroperoxo-Spezifikationen und bestätigten die entscheidende Rolle der Basizität.
Zur Bedeutung dieser Studie erklärt Cho: „Diese Forschung enthüllt die zugrundeliegenden Mechanismen der metallaktiven Sauerstoffspezies bei der Aktivierung von Nitril und dient als Grundlage für die künftige Entwicklung von Katalysatoren, die Nitril aktivieren können.“
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung der Ulsan National Institute of Science and Technology. Die Originalpublikation haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Pawan Parihar, Unsplash
