3 vzrušujúce spôsoby, akými chemici tento rok zostrojili zlúčeniny
od Bethany Halfordovej
VYVINUTÉ ENZÝMY TVORIA BIARYLOVÉ VÄZBY
Schéma znázorňujúca enzýmom katalyzovanú biarylovú väzbu.
Chemici používajú biarylové molekuly, ktoré obsahujú arylové skupiny navzájom spojené jednoduchou väzbou, ako chirálne ligandy, stavebné bloky materiálov a liečivá. Vytvorenie biarylového motívu pomocou kovom katalyzovaných reakcií, ako sú napríklad krížové väzby Suzukiho a Negishiho, si však zvyčajne vyžaduje niekoľko syntetických krokov na vytvorenie kopulačných partnerov. Navyše, tieto kovom katalyzované reakcie pri tvorbe objemných biarylov zlyhávajú. Inšpirovaný schopnosťou enzýmov katalyzovať reakcie, tím vedený Alison RH Narayan z Michiganskej univerzity použil metódu riadenej evolúcie na vytvorenie enzýmu cytochrómu P450, ktorý vytvára biarylovú molekulu prostredníctvom oxidačnej väzby aromatických väzieb uhlík-vodík. Enzým spája aromatické molekuly a vytvára jeden stereoizomér okolo väzby so sťaženou rotáciou (znázornené). Výskumníci si myslia, že tento biokatalytický prístup by sa mohol stať základnou transformáciou na tvorbu biarylových väzieb (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
RECEPT NA TERCIÁRNE AMÍNY ZÁKLADOM TROCHY SOLI
Schéma znázorňuje reakciu, pri ktorej vznikajú terciárne amíny zo sekundárnych.
Miešanie kovových katalyzátorov náročných na elektróny s amínmi bohatými na elektróny zvyčajne katalyzátory ničí, takže kovové činidlá nemožno použiť na vytvorenie terciárnych amínov zo sekundárnych amínov. M. Christina White a jej kolegovia z University of Illinois Urbana-Champaign si uvedomili, že by tento problém mohli obísť, ak by do svojho reakčného receptu pridali trochu slaného korenia. Transformáciou sekundárnych amínov na amónne soli chemici zistili, že môžu reagovať tieto zlúčeniny s terminálnymi olefínmi, oxidačným činidlom a katalyzátorom paládiumsulfoxidom, čím by vytvorili nespočetné množstvo terciárnych amínov s rôznymi funkčnými skupinami (znázornený príklad). Chemici použili túto reakciu na výrobu antipsychotík Abilify a Semap a na transformáciu existujúcich liekov, ktoré sú sekundárnymi amínmi, ako je antidepresívum Prozac, na terciárne amíny, čím demonštrovali, ako by chemici mohli z existujúcich liekov vyrábať nové lieky (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENES ZAŽILI UHLÍKOVÚ KONTRAKCIU
Schéma znázorňuje transformáciu chinolín-N-oxidu na N-acylindol.
Tento rok chemici rozšírili repertoár molekulárnych úprav, čo sú reakcie, ktoré menia jadrá komplexných molekúl. V jednom príklade výskumníci vyvinuli transformáciu, ktorá využíva svetlo a kyselinu na odštiepenie jedného atómu uhlíka zo šesťčlenných azaarénov v chinolín-N-oxidoch za vzniku N-acylindolov s päťčlennými kruhmi (znázornený príklad). Reakcia, ktorú vyvinuli chemici v skupine Marka D. Levina na Chicagskej univerzite, je založená na reakcii, ktorá zahŕňala ortuťovú lampu, ktorá vyžarovala svetlo s viacerými vlnovými dĺžkami. Levin a kolegovia zistili, že použitie svetelnej diódy, ktorá vyžaruje svetlo pri 390 nm, im poskytlo lepšiu kontrolu a umožnilo im zovšeobecniť reakciu pre chinolín-N-oxidy. Nová reakcia poskytuje tvorcom molekúl spôsob, ako prerobiť jadrá komplexných zlúčenín, a mohla by pomôcť lekárskym chemikom, ktorí sa snažia rozšíriť svoje knižnice kandidátov na liečivá (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Čas uverejnenia: 19. decembra 2022