3 spennende måter som kjemikere konstruerte forbindelser i år
av Bethany Halford
UTVIKLEDE ENZYMER BYGGET BIARYL-BINDINGER
Skjema som viser en enzymkatalysert biarylkobling.
Kjemikere bruker biarylmolekyler, som har arylgrupper bundet til hverandre med en enkeltbinding, som kirale ligander, materialer som byggesteiner og legemidler.Men å lage biaryl-motivet med metallkatalyserte reaksjoner, som Suzuki- og Negishi-krysskoblinger, krever vanligvis flere syntetiske trinn for å lage koblingspartnerne.Dessuten vakler disse metallkatalyserte reaksjonene når de lager voluminøse biaryler.Inspirert av enzymers evne til å katalysere reaksjoner, brukte et team ledet av University of Michigans Alison RH Narayan rettet evolusjon for å lage et cytokrom P450-enzym som bygger et biarylmolekyl via oksidativ kobling av aromatiske karbon-hydrogenbindinger.Enzymet kobler sammen aromatiske molekyler for å lage én stereoisomer rundt en binding med hindret rotasjon (vist).Forskerne tror denne biokatalytiske tilnærmingen kan bli en brød-og-smør-transformasjon for å lage biarylbindinger (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
OPPSKRIFT PÅ TERTIÆRE AMINER SOM HAR LITT PÅ LITT SALT
Skjema viser en reaksjon som lager tertiære aminer fra sekundære.
Blanding av elektronhungrende 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 komme rundt dette problemet hvis de tilsatte litt salt krydder i reaktantoppskriften.Ved å transformere sekundære aminer til ammoniumsalter fant kjemikerne at de kunne reagere disse forbindelsene med terminale olefiner, en oksidant og en palladiumsulfoksidkatalysator for å lage utallige tertiære aminer med en rekke funksjonelle grupper (eksempel vist).Kjemikerne brukte reaksjonen til å lage de antipsykotiske medikamentene Abilify og Semap og til å transformere eksisterende legemidler som er sekundære aminer, som antidepressiva Prozac, til tertiære aminer, og demonstrerte hvordan kjemikere kan lage nye legemidler ut av eksisterende (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENES GJORDE KARBONSTREKKING
Skjema viser et kinolin N-oksid transformert til en N-acylindol.
I år la kjemikere til 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 for å klippe et enkelt karbon ut av 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 med 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 remodellere kjernene til komplekse forbindelser og kan hjelpe medisinske kjemikere som ønsker å utvide bibliotekene sine av medikamentkandidater (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Innleggstid: 19. desember 2022