Uso della CO2 per ottenere farmaci

Il 5 gennaio è stata pubblicato su Nature uno studio per l’uso della CO₂ per ottenere farmaci.

Il team di scienziati della Cornell University situata a Ithaca, nello stato di New York non è nuovo contribuire allo sviluppo della scienza con nuove scoperte.

In precedenza gli studi si erano rivolti alla formazione di composti complessi per via elettrochimica senza l’uso di metalli nobili o altri catalizzatori

Tuttavia, l’uso della CO₂ per ottenere farmaci, appare una scoperta sensazionale in quanto da un lato utilizza la CO₂ che è un gas serra e dall’altro si ottengono farmaci

Biossido di carbonio

Lo stoccaggio e la riduzione delle emissioni globali di anidride carbonica costituisce la sfida dei prossimi anni.

A partire dalla Rivoluzione Industriale si è assistito a emissioni sempre maggiori di biossido di carbonio a causa dell’aumento esponenziale dei consumi energetici e del modo di produrre energia attraverso la combustione di fonti fossili come il petrolio e il carbone.

La presenza di CO₂, unitamente agli altri gas serra nell’atmosfera tende a bloccare l’emissione di calore dalla superficie terrestre.

Pertanto la crescente concentrazione provoca un effetto di riscaldamento con possibili effetti climatici. Il biossido di carbonio inoltre è responsabile dell’acidificazione degli oceani che è uno dei tanti fenomeni che sconvolgono l’ecosistema provocando danni all’uomo e all’ambiente.

La scoperta

L’ uso della CO₂ per ottenere farmaci costituisce quindi una scoperta di particolare interesse.

Infatti è un modo per utilizzare l’anidride carbonica incorporandola, per via elettrochimica a una serie di molecole organiche necessarie per lo sviluppo in campo farmaceutico.

I loro studi si sono concentrati per ottenere composti eterociclici carbossilati che possono modificare le funzionalità di una molecola.

In particolare l’eterociclo considerato è la piridina che, pur essendo una molecola reattiva, stante l’inerzia chimica della CO₂ risulta difficile da carbossilare.

Come spesso avviene in chimica la scoperta è stata casuale ed è emersa nel corso di reazioni in cui si utilizza una cella elettrochimica in cui l’energia proveniente da una fonte di alimentazione esterna è utilizzata per guidare una reazione non spontanea.

Questo tipo di cella può essere costituita da due elettrodi presenti nella stessa soluzione o da due semicelle divise da un setto poroso in ognuna delle quali vi è un elettrodo. Il prodotto che si ottiene in entrambi i dispositivi è lo stesso fatta salva l’efficienza e la resa.

Tuttavia il team ha scoperto che passando da una cella a due semicelle le molecole di CO₂ potevano legarsi selettivamente su diverse posizioni dell’anello piridinico. Si ottiene il prodotto carbossilato in posizione 4 usando un’unica cella e in posizione 5 utilizzando due semicelle.

Questa scoperta, quindi, apre la strada alla comprensione dei motivi per i quali si è verificata per la prima volta un tale fenomeno

Piridina e farmaci

La piridina è un eterociclo aromatico a sei termini con formula C₅H₅N.

I sistemi a base di piridina sono ampiamente utilizzati nel campo della progettazione di farmaci, a causa del loro profondo effetto sull’attività farmacologica, che ha portato alla scoperta di numerosi agenti terapeutici ad ampio spettro.

Tali farmaci sono utilizzati, tra l’altro per la cura di tubercolosi, HIV, Alzheimer, sindrome di Raynaud e ipertensione.

Le loro notevoli applicazioni terapeutiche hanno incoraggiato i ricercatori a preparare un numero maggiore di composti biologicamente attivi al fine di studiare i loro meccanismi d’azione per scoprire nuovi prodotti farmaceutici.

Il vantaggio di introdurre anidride carbonica in un anello piridinico può aiutarla a legarsi a determinati bersagli, come le proteine.