3 spännande sätt som kemister konstruerade föreningar i år
av Bethany Halford
UTVECKLADE ENZYMER BYGGADE BIARYLBINDNINGAR
Schema som visar en enzymkatalyserad biarylkoppling.
Kemister använder biarylmolekyler, som innehåller arylgrupper bundna till varandra med en enkelbindning, som kirala ligander, materialbyggstenar och läkemedel. Men att framställa biarylmotivet med metallkatalyserade reaktioner, såsom Suzuki- och Negishi-korskopplingar, kräver vanligtvis flera syntetiska steg för att skapa kopplingspartnerna. Dessutom vacklar dessa metallkatalyserade reaktioner när man framställer skrymmande biaryler. Inspirerat av enzymers förmåga att katalysera reaktioner använde ett team lett av University of Michigans Alison RH Narayan riktad evolution för att skapa ett cytokrom P450-enzym som bygger en biarylmolekyl via oxidativ koppling av aromatiska kol-vätebindningar. Enzymet binder samman aromatiska molekyler för att skapa en stereoisomer runt en bindning med hindrad rotation (visas). Forskarna tror att denna biokatalytiska metod skulle kunna bli en grundläggande transformation för att skapa biarylbindningar (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
RECEPT PÅ TERTIÄRA AMINER BERÖRT MED LITE SALT
Schemat visar en reaktion som bildar tertiära aminer från sekundära aminer.
Att blanda elektronhungriga metallkatalysatorer med elektronrika aminer dödar vanligtvis katalysatorerna, så metallreagens kan inte användas för att bygga tertiära aminer från sekundära aminer. M. Christina White och kollegor vid University of Illinois Urbana-Champaign insåg att de kunde kringgå detta problem om de tillsatte lite salt krydda till sitt reaktantrecept. Genom att omvandla sekundära aminer till ammoniumsalter fann kemisterna att de kunde reagera dessa föreningar med terminala olefiner, ett oxidationsmedel och en palladiumsulfoxidkatalysator för att skapa en myriad av tertiära aminer med en mängd olika funktionella grupper (exempel visas). Kemisterna använde reaktionen för att tillverka de antipsykotiska läkemedlen Abilify och Semap och för att omvandla befintliga läkemedel som är sekundära aminer, såsom antidepressiva läkemedlet Prozac, till tertiära aminer, vilket demonstrerade hur kemister kan tillverka nya läkemedel av befintliga (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENER GENOMGÅDD KOLSAMMANGNING
Schemat visar en kinolin-N-oxid omvandlad till en N-acylindol.
I år utökade kemister repertoaren av molekylär redigering, vilket är reaktioner som gör förändringar i kärnorna i komplexa molekyler. I ett exempel utvecklade forskare en transformation som använder ljus och syra för att klippa ut en enda kolatom ur sexledade azaarener i kinolin-N-oxider för att bilda N-acylindoler med femledade ringar (exempel visas). Reaktionen, som utvecklades av kemister i Mark D. Levins grupp vid University of Chicago, är baserad på en reaktion som involverade en kvicksilverlampa, som avgav flera våglängder av ljus. Levin och kollegor fann att användningen av en lysdiod som avger ljus vid 390 nm gav dem bättre kontroll och gjorde det möjligt för dem att göra reaktionen generell för kinolin-N-oxider. Den nya reaktionen ger molekyltillverkare ett sätt att omforma kärnorna i komplexa föreningar och kan hjälpa medicinska kemister som vill utöka sina bibliotek av läkemedelskandidater (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Publiceringstid: 19 december 2022