3 vznemirljivi načini, kako so kemiki letos konstruirali spojine
avtorice Bethany Halford
RAZVIJANI ENCIMI SO ZGRADILI BIARILNE VEZI
Shema, ki prikazuje encimsko katalizirano biarilno sklopitev.
Kemiki uporabljajo biarilne molekule, ki imajo arilne skupine, povezane z enojno vezjo, kot kiralne ligande, gradnike materialov in farmacevtske izdelke. Vendar pa izdelava biarilnega motiva s kovinsko kataliziranimi reakcijami, kot sta navzkrižno spajanje Suzuki in Negishi, običajno zahteva več sintetičnih korakov za izdelavo partnerjev za spajanje. Poleg tega te kovinsko katalizirane reakcije pri tvorbi obsežnih biarilov omahujejo. Navdihnjena z sposobnostjo encimov za kataliziranje reakcij je ekipa pod vodstvom Alison RH Narayan z Univerze v Michiganu uporabila usmerjeno evolucijo za ustvarjanje encima citokrom P450, ki gradi biarilno molekulo z oksidativnim spajanjem aromatskih vezi ogljik-vodik. Encim združuje aromatske molekule in ustvarja en stereoizomer okoli vezi z ovirano rotacijo (prikazano). Raziskovalci menijo, da bi ta biokatalitični pristop lahko postal osnovna transformacija za izdelavo biarilnih vezi (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
RECEPT ZA TERCIARNE AMINE, KI SE ZANAŠA NA MALO SOLI
Shema prikazuje reakcijo, pri kateri iz sekundarnih aminov nastanejo terciarni amini.
Mešanje elektronov lačnih kovinskih katalizatorjev z elektroni bogatimi amini običajno uniči katalizatorje, zato kovinskih reagentov ni mogoče uporabiti za gradnjo terciarnih aminov iz sekundarnih aminov. M. Christina White in sodelavci na Univerzi Illinois Urbana-Champaign so ugotovili, da bi lahko to težavo rešili, če bi svojemu receptu za reaktante dodali nekaj slane začimbe. Kemiki so s pretvorbo sekundarnih aminov v amonijeve soli ugotovili, da lahko te spojine reagirajo s terminalnimi olefini, oksidantom in katalizatorjem paladijevim sulfoksidom, da bi ustvarili nešteto terciarnih aminov z različnimi funkcionalnimi skupinami (prikazan primer). Kemiki so reakcijo uporabili za izdelavo antipsihotičnih zdravil Abilify in Semap ter za pretvorbo obstoječih zdravil, ki so sekundarni amini, kot je antidepresiv Prozac, v terciarne amine, kar je pokazalo, kako lahko kemiki iz obstoječih izdelajo nova zdravila (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENI SO DOŽIVELI ZMANJŠEVANJE OGLJIČNIH EMISIJ
Shema prikazuje kinolinov N-oksid, pretvorjen v N-acilindol.
Letos so kemiki razširili repertoar molekularnega urejanja, ki so reakcije, ki spreminjajo jedra kompleksnih molekul. V enem primeru so raziskovalci razvili transformacijo, ki uporablja svetlobo in kislino za izločitev enega ogljika iz šestčlenskih azaarenov v kinolinskih N-oksidih, da nastanejo N-acilindoli s petčlenskimi obroči (prikazan primer). Reakcija, ki so jo razvili kemiki v skupini Marka D. Levina na Univerzi v Chicagu, temelji na reakciji, ki je vključevala živosrebrno svetilko, ki je oddajala več valovnih dolžin svetlobe. Levin in sodelavci so ugotovili, da jim uporaba svetleče diode, ki oddaja svetlobo pri 390 nm, omogoča boljši nadzor in jim omogoča, da reakcijo posplošijo za kinolinske N-okside. Nova reakcija daje izdelovalcem molekul način za preoblikovanje jeder kompleksnih spojin in bi lahko pomagala medicinskim kemikom, ki želijo razširiti svoje knjižnice kandidatov za zdravila (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Čas objave: 19. dec. 2022