3 vzrušující způsoby, jakými chemici letos konstruovali sloučeniny
od Bethany Halfordové
VYVINUTÉ ENZYMY TVOŘÍ BIARYLOVÉ VAZBY
Schéma znázorňující enzymem katalyzovanou biarylovou vazbu.
Chemici používají biarylové molekuly, které obsahují arylové skupiny navzájem propojené jednoduchou vazbou, jako chirální ligandy, stavební bloky materiálů a léčiva. Avšak tvorba biarylového motivu pomocí kovem katalyzovaných reakcí, jako jsou Suzukiho a Negishiho křížové kopulace, obvykle vyžaduje několik syntetických kroků k vytvoření kopulačních partnerů. Navíc tyto kovem katalyzované reakce při tvorbě objemných biarylů selhávají. Tým vedený Alison RH Narayan z Michiganské univerzity, inspirovaný schopností enzymů katalyzovat reakce, použil metodu řízené evoluce k vytvoření enzymu cytochromu P450, který vytváří biarylovou molekulu oxidační vazbou aromatických vazeb uhlík-vodík. Enzym spojuje aromatické molekuly za vzniku jednoho stereoizomeru kolem vazby s bráněnou rotací (znázorněno). Vědci se domnívají, že tento biokatalytický přístup by se mohl stát běžnou transformací pro tvorbu biarylových vazeb (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
RECEPT NA TERCIÁRNÍ AMINY ZÁKLADEM TROCHY SOLI
Schéma znázorňuje reakci, při které vznikají terciární aminy ze sekundárních.
Smíchání kovových katalyzátorů s elektronově hladovými kovy s aminy bohatými na elektrony obvykle katalyzátory ničí, takže kovová činidla nelze použít k vytvoření terciárních aminů ze sekundárních aminů. M. Christina White a kolegové z University of Illinois Urbana-Champaign si uvědomili, že by se tomuto problému mohli vyhnout, pokud by do svého reaktantu přidali trochu slaného koření. Transformací sekundárních aminů na amonné soli chemici zjistili, že mohou tyto sloučeniny reagovat s terminálními olefiny, oxidačním činidlem a katalyzátorem sulfoxidem palladia za vzniku nesčetných terciárních aminů s různými funkčními skupinami (uvedený příklad). Chemici použili tuto reakci k výrobě antipsychotik Abilify a Semap a k transformaci stávajících léků, které jsou sekundárními aminy, jako je antidepresivum Prozac, na terciární aminy, čímž demonstrovali, jak by chemici mohli z existujících léků vyrábět nové (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENES ZAŽIL UHLÍKOVÝ SNÍŽENÍ
Schéma ukazuje transformaci chinolin-N-oxidu na N-acylindol.
Letos chemici rozšířili repertoár molekulární editace, což jsou reakce, které provádějí změny v jádrech komplexních molekul. V jednom příkladu vědci vyvinuli transformaci, která využívá světlo a kyselinu k odštěpení jednoho uhlíku ze šestičlenných azaarenů v chinolin-N-oxidech za vzniku N-acylindolů s pětičlennými kruhy (viz příklad). Reakce, kterou vyvinuli chemici ve skupině Marka D. Levina na Chicagské univerzitě, je založena na reakci, která zahrnovala rtuťovou výbojku, jež vyzařovala světlo o více vlnových délkách. Levin a kolegové zjistili, že použití světelné diody, která vyzařuje světlo o vlnové délce 390 nm, jim poskytlo lepší kontrolu a umožnilo jim zobecnit reakci pro chinolin-N-oxidy. Nová reakce dává výrobcům molekul způsob, jak remodelovat jádra komplexních sloučenin, a mohla by pomoci lékovým chemikům, kteří chtějí rozšířit své knihovny kandidátů na léčiva (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Čas zveřejnění: 19. prosince 2022