Reaction space charting of multicomponent processes: a novel approach in organic and biomedical research

Abstract

[eng] To discover new scaffolds and to streamline the production of novel chemical entities with biological activity is essential for accelerating drug discovery. In this regard, multicomponent reactions (MCRs) offer efficient access to complex and unconventional connectivities. This thesis applies the reaction space charting strategy to systematically explore and describe MCRs, potentially leading to new scaffolds with biomedical applications. Through this approach, the investigation of the MCR involving carbonyls, amines, and isocyanoacetates revealed new multicomponent processes, yielding unsaturated imidazolones, and novel reactivity of the generated core. These scaffolds show promise in various biomedical applications, such as fluorescent probes. were tested as fluorescent probes and antimicrobial activity. Additionally, the reactivity of indole-2-carboxaldehyde (indole-2-CHO) in MCRs was studied, leading to the discovery of 6-substituted indolo[3,2-b]carbazoles (6-ICZs), potent ligands for the Aryl hydrocarbon Receptor (AhR). These synthesized 6-ICZs, obtained in one step, show promising anti-inflammatory activity and offer a tunable platform for AhR drug discovery, addressing key challenges in the field.

[cat] El descobriment de nous esquelets i l'optimització de la producció de noves entitats químiques amb activitat biològica és essencial per accelerar el descobriment de fàrmacs. Les reaccions multicomponent (MCRs) ofereixen un accés eficient a compostos amb connectivitats complexes i no convencionals. Aquesta tesi aplica l'estratègia de cartografiar l'espai de reacció per explorar i descriure sistemàticament les MCRs, amb la possibilitat de conduir a nous esquelets amb aplicacions biomèdiques. D’aquesta manera, l’estudi de la MCR entre carbonils, amines i isocianoacetats va revelar nous processos multicomponent, produint imidazolones insaturades, i nova reactivitat del nucli generat. Aquests esquelets mostren potencial en diverses aplicacions biomèdiques, com sondes fluorescents i activitat antimicrobiana. Addicinoalment, es va estudiar la reactivitat de l'indol-2-carboxaldehid (indol-2-CHO) en MCRs, permetent el descobriment de indolo[3,2-b]carbazols substituïts a la posició 6 (6-ICZs), lligands potents del receptor d'hidrocarburs aromàtics (AhR). Aquests 6-ICZs, obtinguts en un sol pas, mostren una prometedora activitat antiinflamatòria i ofereixen una plataforma modulable per al descobriment de fàrmacs AhR, abordant problemes importants en el camp