3 spændende måder, hvorpå kemikere konstruerede forbindelser i år
af Bethany Halford
UDVIKLEDTE ENZYMER BYGGEDE BIARYLBINDINGER
Skema, der viser en enzymkatalyseret biarylkobling.
Kemikere bruger biarylmolekyler, som indeholder arylgrupper bundet til hinanden af en enkeltbinding, som chirale ligander, byggesten til materialer og lægemidler. Men fremstilling af biarylmotivet med metalkatalyserede reaktioner, såsom Suzuki- og Negishi-krydskoblinger, kræver typisk flere syntetiske trin for at danne koblingspartnerne. Desuden vakler disse metalkatalyserede reaktioner, når der dannes store biarylgrupper. Inspireret af enzymers evne til at katalysere reaktioner, brugte et team ledet af University of Michigans Alison RH Narayan rettet evolution til at skabe et cytochrom P450-enzym, der bygger et biarylmolekyle via oxidativ kobling af aromatiske kulstof-hydrogenbindinger. Enzymet binder aromatiske molekyler sammen for at skabe en stereoisomer omkring en binding med hindret rotation (vist). Forskerne mener, at denne biokatalytiske tilgang kan blive en basistransformation til fremstilling af biarylbindinger (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
OPSKRIFT PÅ TERTIÆRE AMINER MED LIDT SALT
Skemaet viser en reaktion, der danner tertiære aminer fra sekundære aminer.
Blanding af elektronkrævende metalkatalysatorer med elektronrige aminer dræber typisk katalysatorerne, så metalreagenser kan ikke bruges til at opbygge tertiære aminer ud fra sekundære aminer. M. Christina White og kolleger ved University of Illinois Urbana-Champaign indså, at de kunne omgå dette problem, hvis de tilsatte noget salt krydderi til deres reaktantopskrift. Ved at omdanne sekundære aminer til ammoniumsalte fandt kemikerne ud af, at de kunne reagere disse forbindelser med terminale olefiner, et oxidationsmiddel og en palladiumsulfoxidkatalysator for at skabe et utal af tertiære aminer med en række forskellige funktionelle grupper (eksempel vist). Kemikerne brugte reaktionen til at fremstille de antipsykotiske lægemidler Abilify og Semap og til at omdanne eksisterende lægemidler, der er sekundære aminer, såsom antidepressivaet Prozac, til tertiære aminer, hvilket demonstrerede, hvordan kemikere kan fremstille nye lægemidler ud af eksisterende (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENER GENNEMGANG KULSTOFSAMMENTRÆKNING
Skemaet viser et quinolin-N-oxid omdannet til en N-acylindol.
I år udvidede kemikere repertoiret af molekylær redigering, som er reaktioner, der foretager ændringer i kernerne af komplekse molekyler. I et eksempel udviklede forskere en transformation, der bruger lys og syre til at klippe et enkelt kulstof ud af seksleddede azaarener i quinolin-N-oxider for at danne N-acylindoler med femleddede ringe (eksempel vist). Reaktionen, udviklet af kemikere i Mark D. Levins gruppe ved University of Chicago, er baseret på en reaktion, der involverede en kviksølvlampe, som udsendte flere bølgelængder af lys. Levin og kolleger fandt ud af, at brugen af en lysdiode, der udsender lys ved 390 nm, gav dem bedre kontrol og tillod dem at gøre reaktionen generel for quinolin-N-oxider. Den nye reaktion giver molekyleproducenter en måde at ombygge kernerne af komplekse forbindelser og kan hjælpe medicinske kemikere, der ønsker at udvide deres biblioteker af lægemiddelkandidater (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Opslagstidspunkt: 19. dec. 2022