3 вълнуващи начина, по които химиците са конструирали съединения тази година
от Бетани Халфорд
РАЗВИТИ ЕНЗИМИ ИЗГРАЖДАХА БИАРИЛНИ ВРЪЗКИ
Схема, показваща ензимно катализирано биарилно свързване.
Химиците използват биарилни молекули, които включват арилни групи, свързани една с друга чрез единична връзка, като хирални лиганди, градивни елементи на материали и фармацевтични продукти.Но направата на биарилов мотив с катализирани от метал реакции, като кръстосано свързване на Suzuki и Negishi, обикновено изисква няколко синтетични стъпки, за да се направят свързващите партньори.Нещо повече, тези реакции, катализирани от метали, се провалят, когато се правят обемисти биарили.Вдъхновен от способността на ензимите да катализират реакциите, екип, ръководен от Алисън Р. Х. Нараян от Университета на Мичиган, използва насочена еволюция, за да създаде ензим цитохром P450, който изгражда биарилна молекула чрез окислително свързване на ароматни въглерод-водородни връзки.Ензимът свързва ароматни молекули, за да създаде един стереоизомер около връзка със затруднено въртене (показано).Изследователите смятат, че този биокаталитичен подход може да се превърне в обикновена трансформация за създаване на биарилови връзки (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
РЕЦЕПТА ЗА ТРЕТИЧНИ АМИНИ С РАЗЧИТАНЕ НА МАЛКО СОЛ
Схемата показва реакция, която прави третични амини от вторични.
Смесването на гладни за електрони метални катализатори с богати на електрони амини обикновено убива катализаторите, така че металните реагенти не могат да се използват за изграждане на третични амини от вторични амини.М. Кристина Уайт и колеги от Университета на Илинойс Урбана-Шампейн разбраха, че могат да заобиколят този проблем, ако добавят малко солена подправка към своята рецепта за реактив.Чрез трансформиране на вторични амини в амониеви соли, химиците откриха, че могат да реагират на тези съединения с крайни олефини, окислител и катализатор паладиев сулфоксид, за да създадат безброй третични амини с различни функционални групи (показан пример).Химиците са използвали реакцията, за да направят антипсихотичните лекарства Abilify и Semap и да трансформират съществуващи лекарства, които са вторични амини, като антидепресанта Prozac, в третични амини, демонстрирайки как химиците могат да направят нови лекарства от съществуващи (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
АЗААРЕНИТЕ СА ПОДЛОЖЕНИ НА СВИВАНЕ НА ВЪГЛЕРОДА
Схемата показва хинолин N-оксид, трансформиран в N-ацилиндол.
Тази година химиците добавиха към репертоара на молекулярното редактиране, което представлява реакции, които правят промени в ядрата на сложни молекули.В един пример, изследователите разработиха трансформация, която използва светлина и киселина, за да изреже единичен въглерод от шестчленни азаарени в хинолин N-оксиди, за да образуват N-ацилиндоли с петчленни пръстени (показан пример).Реакцията, разработена от химици в групата на Марк Д. Левин от Чикагския университет, се основава на реакция, включваща живачна лампа, която излъчва светлина с множество дължини на вълната.Левин и колеги откриха, че използването на диод, излъчващ светлина при 390 nm, им дава по-добър контрол и им позволява да направят реакцията обща за хинолиновите N-оксиди.Новата реакция дава на производителите на молекули начин да премоделират ядрата на сложни съединения и може да помогне на медицинските химици, които искат да разширят своите библиотеки от кандидати за лекарства (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Време на публикуване: 19 декември 2022 г