3 spændende måder, som kemikere konstruerede forbindelser på i år
af Bethany Halford
UDVIKLET ENZYMER BYGGET BIARYL-BINDELSER
Skema, der viser en enzym-katalyseret biaryl-kobling.
Kemikere bruger biarylmolekyler, som har arylgrupper bundet til hinanden med en enkelt binding, som chirale ligander, materialers byggesten og lægemidler.Men at lave biaryl-motivet med metalkatalyserede reaktioner, såsom Suzuki- og Negishi-krydskoblinger, kræver typisk flere syntetiske trin for at lave koblingspartnerne.Hvad mere er, disse metal-katalyserede reaktioner vakler, når man laver voluminøse biaryler.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 carbon-hydrogen-bindinger.Enzymet binder aromatiske molekyler til at skabe én stereoisomer omkring en binding med hindret rotation (vist).Forskerne mener, at denne biokatalytiske tilgang kan blive en brød-og-smør-transformation til fremstilling af biarylbindinger (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
OPSKRIFT PÅ TERTIÆRE MINER, SOM HAR PÅLÆGGET PÅ LIDT SALT
Skema viser en reaktion, der laver tertiære aminer fra sekundære.
Blanding af elektronhungrende metalkatalysatorer med elektronrige aminer dræber typisk katalysatorerne, så metalreagenser kan ikke bruges til at bygge tertiære aminer ud fra sekundære aminer.M. Christina White og kolleger ved University of Illinois Urbana-Champaign indså, at de kunne komme uden om dette problem, hvis de tilføjede nogle salt krydderier til deres reaktantopskrift.Ved at omdanne sekundære aminer til ammoniumsalte fandt kemikerne ud af, at de kunne reagere disse forbindelser med terminale olefiner, en oxidant og en palladiumsulfoxidkatalysator for at skabe utallige tertiære aminer med en række 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 antidepressivummet Prozac, til tertiære aminer, hvilket demonstrerede, hvordan kemikere kunne lave nye lægemidler ud af eksisterende (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENES GENNEGGET KULTRÆKNING
Skema viser et quinolin-N-oxid omdannet til en N-acylindol.
I år tilføjede kemikere repertoiret af molekylær redigering, som er reaktioner, der foretager ændringer i kernerne i 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 fem-leddede 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 udsender flere bølgelængder af lys.Levin og kolleger fandt ud af, at brugen af en lysemitterende diode, 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 lægemiddelkemikere, der ønsker at udvide deres biblioteker af lægemiddelkandidater (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Indlægstid: 19. december 2022