3 spennende måter kjemikere konstruerte forbindelser på i år
av Bethany Halford
UTVIKLEDTE ENZYMER BYGDE BIARYLBINDINGER
Skjema som viser en enzymkatalysert biarylkobling.
Kjemikere bruker biarylmolekyler, som inneholder arylgrupper bundet til hverandre med en enkeltbinding, som kirale ligander, byggesteiner og legemidler. Men å lage biarylmotivet med metallkatalyserte reaksjoner, som Suzuki- og Negishi-krysskoblinger, krever vanligvis flere syntetiske trinn for å lage koblingspartnerne. Dessuten vakler disse metallkatalyserte reaksjonene når man lager store biaryler. Inspirert av enzymers evne til å katalysere reaksjoner, brukte et team ledet av Alison RH Narayan fra University of Michigan rettet evolusjon for å lage et cytokrom P450-enzym som bygger et biarylmolekyl via oksidativ kobling av aromatiske karbon-hydrogenbindinger. Enzymet binder aromatiske molekyler sammen for å lage én stereoisomer rundt en binding med hindret rotasjon (vist). Forskerne tror denne biokatalytiske tilnærmingen kan bli en standardtransformasjon for å lage biarylbindinger (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
OPPSKRIFTEN PÅ TERTIÆRE AMINER BASERT PÅ LITT SALT
Skjemaet viser en reaksjon som lager tertiære aminer fra sekundære aminer.
Å blande elektronhungrige metallkatalysatorer med elektronrike aminer dreper vanligvis katalysatorene, så metallreagenser kan ikke brukes til å bygge tertiære aminer fra sekundære aminer. M. Christina White og kolleger ved University of Illinois Urbana-Champaign innså at de kunne omgå dette problemet hvis de tilsatte litt salt krydder i reaktantoppskriften. Ved å transformere sekundære aminer til ammoniumsalter, fant kjemikerne ut at de kunne reagere disse forbindelsene med terminale olefiner, et oksidasjonsmiddel og en palladiumsulfoksidkatalysator for å lage utallige tertiære aminer med en rekke funksjonelle grupper (eksempel vist). Kjemikerne brukte reaksjonen til å lage de antipsykotiske legemidlene Abilify og Semap og til å transformere eksisterende legemidler som er sekundære aminer, som antidepressiva Prozac, til tertiære aminer, og demonstrerte dermed hvordan kjemikere kan lage nye legemidler fra eksisterende legemidler (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENER GJENNOMGÅDD KARBONSAMMENGJØRING
Skjemaet viser et kinolin-N-oksid transformert til en N-acylindol.
I år utvidet kjemikere repertoaret av molekylær redigering, som er reaksjoner som gjør endringer i kjernene til komplekse molekyler. I ett eksempel utviklet forskere en transformasjon som bruker lys og syre til å klippe ut et enkelt karbon fra seksleddede azaarener i kinolin-N-oksider for å danne N-acylindoler med femleddede ringer (eksempel vist). Reaksjonen, utviklet av kjemikere i Mark D. Levins gruppe ved University of Chicago, er basert på en reaksjon som involverte en kvikksølvlampe, som sendte ut flere bølgelengder av lys. Levin og kolleger fant ut at bruk av en lysdiode som sender ut lys ved 390 nm ga dem bedre kontroll og tillot dem å gjøre reaksjonen generell for kinolin-N-oksider. Den nye reaksjonen gir molekylprodusenter en måte å omforme kjernene til komplekse forbindelser og kan hjelpe medisinske kjemikere som ønsker å utvide bibliotekene sine av legemiddelkandidater (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Publisert: 19. desember 2022