Три интересных способа, которыми химики синтезировали соединения в этом году.
Бетани Халфорд
Усовершенствованные ферменты создают биарильные связи.
Схема, иллюстрирующая ферментативно катализируемое биарильное сочетание.
Химики используют биарильные молекулы, в которых арильные группы соединены друг с другом одинарной связью, в качестве хиральных лигандов, строительных блоков для материалов и фармацевтических препаратов. Однако получение биарильного мотива с помощью металлокатализируемых реакций, таких как реакции кросс-сочетания Сузуки и Негиши, обычно требует нескольких синтетических этапов для получения партнеров по реакции. Более того, эти металлокатализируемые реакции дают сбой при получении громоздких биарилов. Вдохновленная способностью ферментов катализировать реакции, группа исследователей под руководством Элисон Р. Х. Нараян из Мичиганского университета использовала направленную эволюцию для создания фермента цитохрома P450, который строит биарильную молекулу посредством окислительного связывания ароматических углерод-водородных связей. Фермент соединяет ароматические молекулы, создавая один стереоизомер вокруг связи с затрудненным вращением (показано на рисунке). Исследователи считают, что этот биокаталитический подход может стать основным методом получения биарильных связей (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
Рецепт получения третичных аминов основан на использовании небольшого количества соли.
Схема иллюстрирует реакцию, в результате которой вторичные амины образуются из третичных.
Смешивание богатых электронами металлических катализаторов с богатыми электронами аминами обычно приводит к разрушению катализаторов, поэтому металлические реагенты нельзя использовать для получения третичных аминов из вторичных аминов. М. Кристина Уайт и ее коллеги из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн поняли, что могут обойти эту проблему, добавив в свой рецепт реагентов немного соли. Превратив вторичные амины в аммониевые соли, химики обнаружили, что могут реагировать эти соединения с концевыми олефинами, окислителем и катализатором на основе сульфоксида палладия для создания множества третичных аминов с различными функциональными группами (пример показан). Химики использовали эту реакцию для получения антипсихотических препаратов Абилифай и Семап, а также для преобразования существующих лекарств, являющихся вторичными аминами, таких как антидепрессант Прозак, в третичные амины, демонстрируя, как химики могут создавать новые лекарства из существующих (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
Азаарены подверглись сокращению выбросов углерода.
На схеме показано превращение N-оксида хинолина в N-ацилиндол.
В этом году химики расширили арсенал методов молекулярного редактирования, представляющих собой реакции, изменяющие структуру сложных молекул. В качестве примера исследователи разработали трансформацию, использующую свет и кислоту для отщепления одного атома углерода от шестичленных азааренов в N-оксидах хинолина с образованием N-ацилиндолов с пятичленными кольцами (пример показан). Реакция, разработанная химиками из группы Марка Д. Левина в Чикагском университете, основана на реакции с использованием ртутной лампы, излучающей свет с несколькими длинами волн. Левин и его коллеги обнаружили, что использование светодиода, излучающего свет с длиной волны 390 нм, обеспечивает лучший контроль и позволяет сделать реакцию универсальной для N-оксидов хинолина. Новая реакция дает разработчикам молекул возможность перестраивать структуру сложных соединений и может помочь химикам-фармакологам, стремящимся расширить свои библиотеки кандидатов в лекарственные препараты (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Дата публикации: 19 декабря 2022 г.