3 spannende Möglichkeiten, wie Chemiker dieses Jahr Verbindungen aufgebaut haben
von Bethany Halford
ENTWICKELTE ENZYME BAUTEN BIARYLBINDUNGEN AUF
Schema einer enzymkatalysierten Biarylkupplung.
Chemiker verwenden Biarylmoleküle, bei denen Arylgruppen durch eine Einfachbindung aneinander gebunden sind, als chirale Liganden, Materialbausteine und Pharmazeutika.Aber die Herstellung des Biarylmotivs mit metallkatalysierten Reaktionen, wie Suzuki- und Negishi-Kreuzkupplungen, erfordert typischerweise mehrere Syntheseschritte, um die Kupplungspartner herzustellen.Darüber hinaus scheitern diese metallkatalysierten Reaktionen bei der Herstellung voluminöser Biaryle.Inspiriert von der Fähigkeit von Enzymen, Reaktionen zu katalysieren, nutzte ein Team unter der Leitung von Alison RH Narayan von der University of Michigan gerichtete Evolution, um ein Cytochrom-P450-Enzym zu schaffen, das ein Biarylmolekül durch oxidative Kupplung aromatischer Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen aufbaut.Das Enzym verbindet aromatische Moleküle, um ein Stereoisomer um eine Bindung mit gehinderter Rotation zu erzeugen (gezeigt).Die Forscher glauben, dass dieser biokatalytische Ansatz zu einer Brot-und-Butter-Transformation zur Herstellung von Biarylbindungen werden könnte (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
REZEPT FÜR TERTIÄRE AMINE, DIE AUF EIN WENIG SALZ VERLASSEN SIND
Schema zeigt eine Reaktion, die tertiäre Amine aus sekundären macht.
Das Mischen von elektronenhungrigen Metallkatalysatoren mit elektronenreichen Aminen tötet die Katalysatoren typischerweise ab, sodass Metallreagenzien nicht verwendet werden können, um tertiäre Amine aus sekundären Aminen aufzubauen.M. Christina White und Kollegen von der University of Illinois Urbana-Champaign erkannten, dass sie dieses Problem umgehen könnten, wenn sie ihrem Reaktantenrezept etwas salziges Gewürz hinzufügten.Durch die Umwandlung sekundärer Amine in Ammoniumsalze fanden die Chemiker heraus, dass sie diese Verbindungen mit endständigen Olefinen, einem Oxidationsmittel und einem Palladiumsulfoxid-Katalysator umsetzen konnten, um unzählige tertiäre Amine mit einer Vielzahl von funktionellen Gruppen zu erzeugen (Beispiel gezeigt).Die Chemiker nutzten die Reaktion, um die Antipsychotika Abilify und Semap herzustellen und bestehende Medikamente, die sekundäre Amine sind, wie das Antidepressivum Prozac, in tertiäre Amine umzuwandeln, und demonstrierten, wie Chemiker aus bestehenden Medikamenten neue Medikamente machen könnten (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENES WURDE EINER KOHLENSTOFFKONTRAKTION UNTERZOGEN
Das Schema zeigt ein in ein N-Acylindol umgewandeltes Chinolin-N-oxid.
In diesem Jahr haben Chemiker das Repertoire der molekularen Bearbeitung erweitert, also Reaktionen, die Änderungen an den Kernen komplexer Moleküle vornehmen.In einem Beispiel entwickelten Forscher eine Umwandlung, die Licht und Säure verwendet, um einen einzelnen Kohlenstoff aus sechsgliedrigen Azaarenen in Chinolin-N-oxiden herauszuschneiden, um N-Acylindole mit fünfgliedrigen Ringen zu bilden (Beispiel gezeigt).Die Reaktion, die von Chemikern in der Gruppe von Mark D. Levin an der University of Chicago entwickelt wurde, basiert auf einer Reaktion, an der eine Quecksilberlampe beteiligt war, die mehrere Lichtwellenlängen ausstrahlte.Levin und Kollegen fanden heraus, dass die Verwendung einer Leuchtdiode, die Licht bei 390 nm emittiert, ihnen eine bessere Kontrolle gab und es ihnen ermöglichte, die Reaktion allgemein für Chinolin-N-Oxide zu machen.Die neue Reaktion gibt Molekülherstellern eine Möglichkeit, die Kerne komplexer Verbindungen umzugestalten, und könnte medizinischen Chemikern helfen, die ihre Bibliotheken von Arzneimittelkandidaten erweitern möchten (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Postzeit: 19. Dezember 2022