3 интересных способа, которыми химики создали соединения в этом году
Бетани Хэлфорд
ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ФЕРМЕНТЫ ПОСТРОИЛИ БИАРИЛЬНЫЕ СВЯЗИ
Схема, показывающая катализируемое ферментом сочетание биарила.
Химики используют биарильные молекулы, в которых арильные группы связаны друг с другом одинарной связью, в качестве хиральных лигандов, строительных блоков материалов и фармацевтических препаратов.Но создание биарильного мотива с помощью реакций, катализируемых металлами, таких как кросс-сочетания Судзуки и Негиши, обычно требует нескольких синтетических стадий для получения партнеров связывания.Более того, эти реакции, катализируемые металлами, прерываются при получении объемных биарилов.Вдохновленная способностью ферментов катализировать реакции, команда под руководством Элисон Р. Х. Нараян из Мичиганского университета использовала направленную эволюцию для создания фермента цитохрома P450, который строит молекулу биарила посредством окислительного связывания ароматических углерод-водородных связей.Фермент соединяет ароматические молекулы, образуя один стереоизомер вокруг связи с затрудненным вращением (показано).Исследователи считают, что этот биокаталитический подход может стать основным преобразованием для создания биарильных связей (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
РЕЦЕПТ ТРЕТИЧНЫХ АМИНОВ НА ОСНОВЕ НЕМНОГО СОЛИ
На схеме показана реакция образования третичных аминов из вторичных.
Смешивание металлических катализаторов, поглощающих электроны, с аминами, богатыми электронами, обычно убивает катализаторы, поэтому металлические реагенты нельзя использовать для создания третичных аминов из вторичных аминов.М. Кристина Уайт и ее коллеги из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне поняли, что могут обойти эту проблему, если добавят немного соленой приправы в рецепт реагента.Превращая вторичные амины в соли аммония, химики обнаружили, что они могут взаимодействовать с этими соединениями с концевыми олефинами, окислителем и катализатором на основе сульфоксида палладия с образованием множества третичных аминов с различными функциональными группами (показан пример).Химики использовали эту реакцию для создания антипсихотических препаратов Abilify и Semap, а также для преобразования существующих препаратов, представляющих собой вторичные амины, таких как антидепрессант Prozac, в третичные амины, продемонстрировав, как химики могут создавать новые лекарства из существующих (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENES ПРОИЗОШЕЛ УГЛЕРОДНОЕ СЖАТИЕ
На схеме показан N-оксид хинолина, превращенный в N-ацилиндол.
В этом году химики добавили в репертуар молекулярного редактирования реакции, которые вносят изменения в ядра сложных молекул.В одном примере исследователи разработали трансформацию, в которой свет и кислота используются для вырезания одного атома углерода из шестичленных азааренов в N-оксидах хинолина с образованием N-ацилиндолов с пятичленными кольцами (пример показан).Реакция, разработанная химиками из группы Марка Д. Левина из Чикагского университета, 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, дало им лучший контроль и позволило сделать реакцию общей для N-оксидов хинолина.Новая реакция дает производителям молекул способ реконструировать ядра сложных соединений и может помочь химикам-медикам, стремящимся расширить свои библиотеки потенциальных лекарств (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Время публикации: 19 декабря 2022 г.