3 põnevat viisi, kuidas keemikud sel aastal ühendeid konstrueerisid
Bethany Halfordi poolt
ARENENUD ENSÜÜMID EHITASID BIARYÜLSIDEMEID
Skeem, mis näitab ensüümkatalüüsitud biarüüli sidestust.
Keemikud kasutavad kiraalsete ligandide, materjalide ehitusplokkide ja ravimitena biarüülmolekule, mille arüülrühmad on üksteisega seotud üksiksidemega. Kuid biarüülmotiivi valmistamine metallikatalüüsitud reaktsioonide, näiteks Suzuki ja Negishi ristsidestusreaktsioonide abil, nõuab tavaliselt mitut sünteetilist etappi, et moodustada sidumispartnereid. Lisaks sellele ebaõnnestuvad need metallikatalüüsitud reaktsioonid mahukate biarüülide valmistamisel. Inspireerituna ensüümide võimest reaktsioone katalüüsida, kasutas Michigani ülikooli Alison RH Narayani juhitud meeskond suunatud evolutsiooni, et luua tsütokroom P450 ensüüm, mis ehitab biarüülmolekuli aromaatsete süsinik-vesiniksidemete oksüdatiivse sidumise kaudu. Ensüüm seob aromaatsed molekulid, moodustades ühe stereoisomeerse sideme ümber, millel on takistatud pöörlemine (näidatud). Teadlased arvavad, et see biokatalüütiline lähenemine võiks saada biarüülsidemete loomisel igapäevaseks transformatsiooniks (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
VÄHESE SOOLAL PÕHINEV TERTSIAARSETE AMIINIDE RETSEPT
Skeem näitab reaktsiooni, mille käigus tekivad sekundaarsetest amiinidest tertsiaarsed amiinid.
Elektroniderikkate metallkatalüsaatorite segamine elektronirikaste amiinidega tavaliselt katalüsaatorid hävitab, seega ei saa metallreagente kasutada tertsiaarsete amiinide valmistamiseks sekundaarsetest amiinidest. M. Christina White ja tema kolleegid Illinoisi Ülikoolist Urbana-Champaignist mõistsid, et nad saavad sellest probleemist mööda hiilida, lisades oma reagendi retseptile soolaseid maitseaineid. Sekundaarsete amiinide muutmisel ammooniumsooladeks avastasid keemikud, et nad saavad need ühendid reageerida terminaalsete olefiinide, oksüdeerija ja pallaadiumsulfoksiidkatalüsaatoriga, et luua hulgaliselt tertsiaarseid amiine mitmesuguste funktsionaalsete rühmadega (näide toodud). Keemikud kasutasid reaktsiooni antipsühhootikumide Abilify ja Semap valmistamiseks ning olemasolevate sekundaarsete amiinidena toimivate ravimite, näiteks antidepressandi Prozaci, muutmiseks tertsiaarseteks amiinideks, näidates, kuidas keemikud võivad olemasolevatest ravimitest uusi ravimeid valmistada (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENES LÄBI SÜSINIKU HEKONTRAKTSIOONI
Skeem näitab kinoliin-N-oksiidi muundumist N-atsüülindooliks.
Sel aastal täiendasid keemikud molekulaarse redigeerimise repertuaari, mis on reaktsioonid, mis muudavad keerukate molekulide südamikke. Ühes näites töötasid teadlased välja transformatsiooni, mis kasutab valgust ja hapet, et lõigata kinoliin-N-oksiidide kuueliikmelistest asaareenidest üks süsinikuaatom välja, moodustades viieliikmeliste tsüklitega N-atsüülindoole (näide on näidatud). Chicago ülikooli Mark D. Levini rühma keemikute poolt välja töötatud reaktsioon põhineb reaktsioonil, milles osales elavhõbedalambi, mis kiirgas mitut valguse lainepikkust. Levin ja tema kolleegid leidsid, et 390 nm valgust kiirgava valgusdioodi kasutamine andis neile parema kontrolli ja võimaldas muuta reaktsiooni üldiseks kinoliin-N-oksiidide jaoks. Uus reaktsioon annab molekulitootjatele võimaluse keerukate ühendite südamikke ümber kujundada ja võib aidata meditsiinikeemikutel, kes soovivad laiendada oma ravimikandidaatide kogu (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Postituse aeg: 19. detsember 2022