Комбинаторная химия


Комбинаторная химия включает методы химического синтеза , позволяющие получать большое количество (десятки, тысячи и даже миллионы) соединений в одном процессе. Эти библиотеки соединений могут быть созданы в виде смесей, наборов отдельных соединений или химических структур, созданных компьютерным программным обеспечением. [1] Комбинаторную химию можно использовать для синтеза малых молекул и пептидов.

Стратегии, позволяющие идентифицировать полезные компоненты библиотек, также являются частью комбинаторной химии. Методы, применяемые в комбинаторной химии, применяются и вне химии.

Комбинаторная химия была изобретена Фуркой А. (Университет Этвеша Лоранда в Будапеште, Венгрия), который описал ее принцип, комбинаторный синтез и процедуру деконволюции в документе, который был нотариально заверен в 1982 году. [2] Принцип комбинаторного метода: синтез многокомпонентную смесь соединений (комбинаторную библиотеку) в одной пошаговой процедуре и проверять ее для поиска кандидатов в лекарства или других видов полезных соединений также в одном процессе. Важнейшим нововведением комбинаторного метода является использование смесей при синтезе и просеивании, что обеспечивает высокую производительность процесса. Мотивы, которые привели к изобретению, были опубликованы в 2002 году. [3]

Синтез молекул комбинаторным способом может быстро привести к большому количеству молекул. Например, молекула с тремя точками разнообразия ( R 1 , R 2 и R 3 ) может генерировать возможные структуры, где , , и - количество различных используемых заместителей. [2]

Основной принцип комбинаторной химии состоит в том, чтобы подготовить библиотеки из очень большого количества соединений, а затем определить полезные компоненты библиотек.

Хотя комбинаторная химия по-настоящему стала применяться в промышленности только с 1990-х годов [4] , ее корни можно увидеть еще в 1960-х годах, когда исследователь из Рокфеллеровского университета Брюс Меррифилд начал исследовать твердофазный синтез пептидов .


Пептиды, образующиеся в циклах 3 и 4
Блок-схема комбинаторного синтеза с разделенным миксом
Использование полиамина на твердом носителе для удаления избытка реагента
Пример красителя на твердой фазе, сигнализирующего о связывании лиганда
Использование бесследного линкера
Соединения, которые можно синтезировать из твердофазных связанных иминов
Рекурсивная деконволюция. Синие, желтые и красные кружки: аминокислоты. Зеленый кружок: твердая подложка.
Позиционное сканирование. Полная библиотека тримерных пептидов, состоящая из 3 аминокислот и ее 9 подбиблиотек. В первой строке показаны положения муфты.
Полная библиотека трипептидов из 27 членов и три библиотеки исключений. Цветные круги – это аминокислоты.