3 захоплюючі способи, за допомогою яких хіміки побудували сполуки цього року
Бетані Хелфорд
РОЗВИТОК ФЕРМЕНТІВ БУДУВАВ БІАРИЛОВІ ЗВ'ЯЗКИ
Схема, що демонструє біарилове зчеплення, яке каталізується ферментом.
Хіміки використовують молекули біарилу, які містять арильні групи, пов’язані один з одним одинарним зв’язком, як хіральні ліганди, будівельні блоки матеріалів і фармацевтичні препарати.Але створення біарильного мотиву за допомогою реакцій, що каталізуються металами, таких як перехресні зв’язки Сузукі та Негіші, зазвичай вимагає кількох синтетичних етапів, щоб зробити партнерів зв’язку.Більше того, ці каталізовані металами реакції сповільнюються під час створення об’ємних біарилів.Натхненна здатністю ферментів каталізувати реакції, команда під керівництвом Елісон Р. Х. Нараян з Університету Мічигану використала спрямовану еволюцію для створення ферменту цитохрому P450, який будує молекулу біарилу за допомогою окислювального з’єднання ароматичних вуглець-водневих зв’язків.Фермент з’єднує ароматичні молекули, створюючи один стереоізомер навколо зв’язку з утрудненим обертанням (показано).Дослідники вважають, що цей біокаталітичний підхід може стати простою трансформацією для створення біарильних зв’язків (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
РЕЦЕПТ ТРЕТИННИХ АМІНІВ З НЕБОЛЬКОЮ СОЛІ
На схемі показано реакцію утворення третинних амінів із вторинних.
Змішування жадібних до електронів металевих каталізаторів із багатими на електрони амінами зазвичай вбиває каталізатори, тому металеві реагенти не можна використовувати для створення третинних амінів із вторинних амінів.М. Крістіна Вайт та її колеги з Університету Іллінойсу Урбана-Шампейн зрозуміли, що вони можуть вирішити цю проблему, якщо додадуть трохи солоної приправи до свого рецепту реактивів.Перетворюючи вторинні аміни в солі амонію, хіміки виявили, що вони можуть взаємодіяти між цими сполуками з кінцевими олефінами, окислювачем і каталізатором на основі сульфоксиду паладію для створення безлічі третинних амінів із різноманітними функціональними групами (показаний приклад).Хіміки використовували реакцію, щоб створити антипсихотичні препарати Abilify і Semap і перетворити існуючі препарати, які є вторинними амінами, наприклад антидепресант Prozac, у третинні аміни, демонструючи, як хіміки можуть створювати нові ліки з існуючих (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
АЗАРЕНИ ПІДДАЛИ СКОРОЧЕННЯ ВУГЛЕЦЮ
На схемі показано перетворення N-оксиду хіноліну в N-ациліндол.
Цього року хіміки додали до репертуару молекулярне редагування, яке є реакціями, які вносять зміни в ядра складних молекул.В одному прикладі дослідники розробили перетворення, яке використовує світло та кислоту для вирізання одного вуглецю з шестичленних азааренів у хінолінових N-оксидах з утворенням N-ациліндолів із п’ятичленними кільцями (наведений приклад).Реакція, розроблена хіміками групи Марка Д. Левіна з Університету Чикаго, заснована на реакції за участю ртутної лампи, яка випускає світло з кількома довжинами хвилі.Левін і його колеги виявили, що використання світловипромінюючого діода, який випромінює світло на 390 нм, дало їм кращий контроль і дозволило зробити реакцію загальною для хінолінових N-оксидів.Нова реакція дає виробникам молекул спосіб реконструювати ядра складних сполук і може допомогти хімікам-медикам, які прагнуть розширити свої бібліотеки кандидатів на ліки (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Час публікації: 19 грудня 2022 р