Nhóm nghiên cứu tại Đại học Busan đã thành công trong việc điều chỉnh khả năng chọn lọc vị trí của phản ứng aryne, một phản ứng được biết đến với tính phản ứng quá cao và khó kiểm soát, để tổng hợp hoàn toàn các hợp chất tự nhiên phức tạp từ resveratrol, thành phần polyphenol có trong nho và rượu vang.
Đại học Busan thông báo vào ngày 20 rằng nhóm nghiên cứu do Giáo sư Yoon Hwa-young thuộc Khoa Dược đã thành công trong việc tổng hợp laetevirenol A và isoampelopsin D, hai hợp chất tự nhiên có nguồn gốc từ resveratrol.
Tổng hợp là nghiên cứu bắt đầu từ các chất nền cơ bản và thông qua một loạt các phản ứng hóa học để tạo ra hoàn toàn các hợp chất tự nhiên phức tạp.
Phản ứng aryne là một phản ứng hóa học hữu cơ tạo ra một trung gian có tính phản ứng cao giữa hai carbon liền kề trong vòng thơm, từ đó hình thành các liên kết mới. Tuy nhiên, do tính phản ứng cao, việc kiểm soát sự hình thành liên kết tại vị trí mong muốn đã gặp nhiều khó khăn.
Các hợp chất tự nhiên có nguồn gốc từ resveratrol đã thu hút sự chú ý nhờ vào cấu trúc đa dạng và tiềm năng ứng dụng trong y học, nhưng việc tổng hợp hoặc thu được các dẫn xuất khác nhau lại gặp khó khăn do cấu trúc phức tạp. Đặc biệt, laetevirenol A được coi là một hợp chất tự nhiên khó tổng hợp với khung phenanthrene có ba vòng benzen bị uốn cong.
Nhóm nghiên cứu đã so sánh tính phản ứng của các aryne có nhiều nhóm thay thế và xác nhận rằng việc sử dụng aryne có halogen thay thế cụ thể có thể giúp thu được sản phẩm tại vị trí mong muốn một cách ưu thế. Dựa trên điều này, họ đã xây dựng khung phenanthrene và hoàn thành tổng hợp laetevirenol A qua 9 bước từ chất nền thương mại. Đối với isoampelopsin D, họ đã điều chỉnh khả năng chọn lọc vị trí của phản ứng aryne-ene giữa các phân tử để tổng hợp cấu trúc mục tiêu.
Nghiên cứu được thực hiện bởi Giáo sư Yoon Hwa-young với vai trò tác giả liên hệ, và nghiên cứu viên Nguyen Huong Long là tác giả chính, cùng với sự tham gia của các nhóm nghiên cứu từ Đại học Chungnam, Đại học Pukyong và Đại học Busan, do Giáo sư Lee Seok-woo, Giáo sư Kim Yeon-jun và Giáo sư Jeong Gi-woong dẫn dắt.
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Chungnam và Đại học Pukyong đã thực hiện phân tích hóa học tính toán để tìm hiểu nguyên nhân điều chỉnh khả năng chọn lọc vị trí. Họ phát hiện rằng đường đi phản ứng và độ ổn định của trạng thái chuyển tiếp thay đổi tùy thuộc vào nhóm thay thế được đưa vào aryne, và sự khác biệt này ảnh hưởng đến khả năng chọn lọc vị trí của sản phẩm cuối cùng.
Năng lượng biến dạng cấu trúc phân tử xảy ra tại trạng thái chuyển tiếp và tương tác giữa các phân tử đã được xác định là các biến số chính.
Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Jeong Gi-woong tại Đại học Busan đã tiến hành đánh giá hoạt tính sinh học của các dẫn xuất thu được trong quá trình tổng hợp, và cho biết hầu hết các dẫn xuất tổng hợp đều thể hiện hoạt tính chống oxy hóa có ý nghĩa, trong khi một số dẫn xuất thậm chí còn có hoạt tính cao hơn so với hợp chất tự nhiên gốc.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã nhấn mạnh rằng thành công chính của nghiên cứu này không phải là chứng minh hiệu quả của các chất mới mà là "tiến bộ trong công nghệ tổng hợp các hợp chất phức tạp".
Giáo sư Yoon Hwa-young cho biết: "Dữ liệu chống oxy hóa là kết quả phụ bổ sung xác nhận khả năng ứng dụng tiềm năng trong quá trình tổng hợp các dẫn xuất đa dạng", và nhấn mạnh rằng "ý nghĩa học thuật chính của bài báo này là thiết lập phương pháp cho các phản ứng hóa học khó kiểm soát".
Thay vì tập trung vào hiệu ứng chống oxy hóa của một chất cụ thể, bản chất của nghiên cứu là tạo ra nền tảng cho việc tự do tổng hợp các dẫn xuất này.
Giáo sư Yoon cũng nhấn mạnh rằng: "Nghiên cứu này đã thành công trong việc xác định và kiểm soát khả năng chọn lọc vị trí trong phản ứng giữa các phân tử aryne có tính phản ứng cao, từ đó áp dụng thành công vào tổng hợp các hợp chất tự nhiên phức tạp" và bày tỏ hy vọng rằng phương pháp được phát triển sẽ trở thành công nghệ nền tảng quan trọng cho nghiên cứu tổng hợp các hợp chất tự nhiên và dẫn xuất khác trong tương lai, cũng như khám phá các ứng dụng y học mới.
Kết quả nghiên cứu này, được thực hiện với sự hỗ trợ từ dự án phát triển nghiên cứu do Bộ Khoa học và Công nghệ thông tin tài trợ, đã được công bố trên phiên bản trực tuyến của tạp chí khoa học quốc tế "Tạp chí Hóa học Mỹ (JACS)" vào ngày 4 tháng 8.
* Bài viết này được dịch tự động bằng AI.
© Bản quyền thuộc về Thời báo Kinh tế AJU & www.ajunews.com: Việc sử dụng các nội dung đăng tải trên vietnam. kyungjeilbo.com phải có sự đồng ý bằng văn bản của Aju News Corporation.