3 συναρπαστικοί τρόποι με τους οποίους οι χημικοί κατασκεύασαν ενώσεις φέτος
από την Bethany Halford
ΤΑ ΕΞΕΛΙΓΜΕΝΑ ΕΝΖΥΜΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΣΑΝ ΔΙΑΡΥΛΙΚΟΥΣ ΔΕΣΜΟΥΣ
Σχήμα που δείχνει μια σύζευξη διαρυλίου που καταλύεται από ένζυμα.
Οι χημικοί χρησιμοποιούν μόρια διαρυλίου, τα οποία διαθέτουν ομάδες αρυλίου δεμένες μεταξύ τους με έναν μόνο δεσμό, ως χειρόμορφους συνδέτες, δομικά στοιχεία υλικών και φαρμακευτικά προϊόντα.Αλλά η κατασκευή του διαρυλικού μοτίβου με αντιδράσεις που καταλύονται από μέταλλο, όπως οι διασταυρούμενες ζεύξεις Suzuki και Negishi, τυπικά απαιτεί πολλά συνθετικά βήματα για να γίνουν οι συνεργάτες σύζευξης.Επιπλέον, αυτές οι αντιδράσεις που καταλύονται από μέταλλα παραπαίουν κατά την παραγωγή ογκωδών διαρυλίων.Εμπνευσμένη από την ικανότητα των ενζύμων να καταλύουν αντιδράσεις, μια ομάδα με επικεφαλής τον Alison RH Narayan του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν χρησιμοποίησε κατευθυνόμενη εξέλιξη για να δημιουργήσει ένα ένζυμο κυτοχρώματος P450 που δημιουργεί ένα μόριο διαρυλίου μέσω οξειδωτικής σύζευξης αρωματικών δεσμών άνθρακα-υδρογόνου.Το ένζυμο συνδυάζει αρωματικά μόρια για να δημιουργήσει ένα στερεοϊσομερές γύρω από έναν δεσμό με παρεμποδισμένη περιστροφή (εμφανίζεται).Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η βιοκαταλυτική προσέγγιση θα μπορούσε να γίνει ένας μετασχηματισμός για τη δημιουργία δεσμών διαρυλίου (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
ΣΥΝΤΑΓΗ ΓΙΑ ΤΡΙΤΟΤΕΡΕΣ ΑΜΙΝΕΣ ΠΟΥ ΒΑΣΙΖΕΤΑΙ ΣΕ ΛΙΓΟ ΑΛΑΤΙ
Το σχήμα δείχνει μια αντίδραση που παράγει τριτοταγείς αμίνες από δευτεροταγείς.
Η ανάμειξη καταλυτών μετάλλων που διψούν για ηλεκτρόνια με αμίνες πλούσιες σε ηλεκτρόνια συνήθως σκοτώνει τους καταλύτες, επομένως τα μεταλλικά αντιδραστήρια δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή τριτοταγών αμινών από δευτεροταγείς αμίνες.Η M. Christina White και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο του Illinois Urbana-Champaign συνειδητοποίησαν ότι θα μπορούσαν να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα εάν πρόσθεταν λίγο αλμυρό καρύκευμα στη συνταγή τους για τα αντιδραστήρια.Μετασχηματίζοντας δευτεροταγείς αμίνες σε άλατα αμμωνίου, οι χημικοί βρήκαν ότι μπορούσαν να αντιδράσουν αυτές τις ενώσεις με τερματικές ολεφίνες, ένα οξειδωτικό και έναν καταλύτη σουλφοξειδίου του παλλαδίου για να δημιουργήσουν μυριάδες τριτοταγείς αμίνες με μια ποικιλία λειτουργικών ομάδων (το παράδειγμα φαίνεται).Οι χημικοί χρησιμοποίησαν την αντίδραση για να φτιάξουν τα αντιψυχωσικά φάρμακα Abilify και Semap και να μετατρέψουν υπάρχοντα φάρμακα που είναι δευτερογενείς αμίνες, όπως το αντικαταθλιπτικό Prozac, σε τριτοταγείς αμίνες, δείχνοντας πώς οι χημικοί θα μπορούσαν να φτιάξουν νέα φάρμακα από τα υπάρχοντα (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
Οι ΑΖΑΑΡΕΝΕΣ ΥΠΟΒΑΘΗΚΑΝ ΣΥΣΣΥΛΙΣΗ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ
Το σχήμα δείχνει ένα Ν-οξείδιο της κινολίνης μετασχηματισμένο σε μια Ν-ακυλινδόλη.
Φέτος οι χημικοί προστέθηκαν στο ρεπερτόριο της μοριακής επεξεργασίας, οι οποίες είναι αντιδράσεις που κάνουν αλλαγές στους πυρήνες των πολύπλοκων μορίων.Σε ένα παράδειγμα, οι ερευνητές ανέπτυξαν έναν μετασχηματισμό που χρησιμοποιεί φως και οξύ για να κόψει έναν άνθρακα από εξαμελή αζααρένια σε Ν-οξείδια κινολίνης για να σχηματίσει Ν-ακυλινδόλες με πενταμελείς δακτυλίους (το παράδειγμα φαίνεται).Η αντίδραση, που αναπτύχθηκε από χημικούς στην ομάδα του Mark D. Levin στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο, βασίζεται σε μια αντίδραση που περιλάμβανε μια λάμπα υδραργύρου, η οποία εξέπεμψε πολλαπλά μήκη κύματος φωτός.Ο Levin και οι συνεργάτες του βρήκαν ότι η χρήση μιας διόδου εκπομπής φωτός που εκπέμπει φως στα 390 nm τους έδωσε καλύτερο έλεγχο και τους επέτρεψε να κάνουν την αντίδραση γενική για τα Ν-οξείδια της κινολίνης.Η νέα αντίδραση δίνει στους δημιουργούς μορίων έναν τρόπο να αναδιαμορφώσουν τους πυρήνες των σύνθετων ενώσεων και θα μπορούσε να βοηθήσει τους φαρμακοποιούς που θέλουν να επεκτείνουν τις βιβλιοθήκες υποψηφίων φαρμάκων (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-19-2022