Ein internationales Team von Chemikerinnen und Chemikern hat ein Verfahren entwickelt, mit dem die Reaktivität von Aminen erhöht werden kann – organische Verbindungen, die in vielen der weltweit am häufigsten verwendeten Medikamente enthalten sind. Der innovative Ansatz verspricht eine deutliche Vereinfachung der pharmazeutischen Synthese und eröffnet Chemikerinnen und Chemikern die Möglichkeit, neuartige Moleküle zu synthetisieren, die bislang noch nicht hergestellt wurden.

Aktivierung von Aminen erleichtert Synthese komplexer Moleküle

Das Projekt wurde von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der RWTH Aachen aus Deutschland geleitet, in Kooperation mit Teams aus Großbritannien, China und Italien. Im Mittelpunkt steht die Aktivierung der zentralen chemischen Bindung innerhalb von Aminen: der Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung.

Durch die Aktivierung dieser Bindung konnten die Forschenden erreichen, dass Amine an Kreuzkupplungsreaktionen teilnehmen – eine der leistungsfähigsten Methoden, um komplexe Moleküle aus einfacheren Bausteinen herzustellen. Verschiedene Klassen von Aminen konnten erfolgreich aktiviert und mit einer Vielzahl anderer organischer Moleküle gekoppelt werden, wodurch die Synthese einer Reihe unterschiedlicher Verbindungen ermöglicht wurde.

Bedeutung der Aminogruppen für Medikamente

Aminogruppen spielen eine zentrale Rolle in der biologischen Funktion vieler Medikamente, darunter Antibiotika, Anästhetika und Antidepressiva. In der Vergangenheit wurden diese funktionellen Gruppen fast ausschließlich als statische Endpunkte in der Synthese verwendet, da die direkte Manipulation der Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung chemisch schwierig war.

„Der Durchbruch unseres Teams stellt einen ersten Schritt in Richtung der Verwendung von Aminen in der chemischen Synthese dar“, betont Professor Daniele Leonori vom Lehrstuhl für Organische Chemie III der RWTH Aachen und korrespondierender Autor der Studie.

Neue Möglichkeiten für die Modifizierung von Wirkstoffen

Mit der neuen Synthesemethode können Chemikerinnen und Chemiker kleine, aber entscheidende Veränderungen an pharmazeutischen Molekülen vornehmen. Dadurch wird es viel einfacher, chemisch vielfältige Arzneimittel mit unterschiedlichen biologischen Funktionen herzustellen – Bemühungen, die bisher in der Regel viele mühsame Einzelschritte erforderten.

Die Modifikationsstrategie kann die Anzahl der Syntheseschritte, die zur Herstellung und Diversifizierung von Wirkstoffkandidaten erforderlich sind, drastisch reduzieren und somit Zeit, Kosten, Energie und Arbeit sparen.

„Die Möglichkeit, Amine direkt zu aktivieren und zu modifizieren, wird es uns ermöglichen, schnell zu untersuchen, wie sich strukturelle Veränderungen auf die biologische Aktivität auswirken", erklärt Leonori. „Dies ist eine grundlegende Veränderung in der Art und Weise, wie wir diese allgegenwärtigen funktionellen Gruppen betrachten und nutzen.“

Er sieht diese Arbeit als Tor zu einer völlig neuen chemischen Landschaft: „Ich glaube, dass unser Ansatz die Tür zu Molekülen öffnen wird, die noch nie zuvor hergestellt wurden. Wir sind besonders begeistert von der Möglichkeit, diese Reaktivität für die Modifizierung von Biomolekülen und Polymeren zu nutzen.“

Förderung

Das Projekt wurde vom Europäischen Forschungsrat und den Marie-Curie-Maßnahmen unterstützt.

Originalpublikation:
Zhang, Z., Lonardi, G., Sephton, T. et al. Deaminative cross-coupling of amines by boryl radical β-scission. Nature (2025). DOI:10.1038/s41586-025-09725-1

Quelle: RWTH Aachen