3 spannende manieren waarop scheikundigen dit jaar verbindingen hebben gemaakt
door Bethany Halford
GEËVOLUEERDE ENZYMEN HEBBEN BIARYL-BINDINGEN GEBOUWD
Schema dat een enzym-gekatalyseerde biarylkoppeling toont.
Chemici gebruiken biarylmoleculen, die arylgroepen bevatten die aan elkaar zijn gebonden door een enkele binding, als chirale liganden, bouwstenen voor materialen en farmaceutische producten.Maar het maken van het biaryl-motief met door metaal gekatalyseerde reacties, zoals Suzuki- en Negishi-kruiskoppelingen, vereist meestal verschillende synthetische stappen om de koppelingspartners te maken.Bovendien haperen deze door metaal gekatalyseerde reacties bij het maken van omvangrijke biaryls.Geïnspireerd door het vermogen van enzymen om reacties te katalyseren, gebruikte een team onder leiding van Alison RH Narayan van de Universiteit van Michigan gerichte evolutie om een cytochroom P450-enzym te creëren dat een biarylmolecuul bouwt via oxidatieve koppeling van aromatische koolstof-waterstofbindingen.Het enzym verenigt aromatische moleculen om één stereo-isomeer rond een binding met gehinderde rotatie te creëren (afgebeeld).De onderzoekers denken dat deze biokatalytische benadering een brood-en-botertransformatie zou kunnen worden voor het maken van biarylbindingen (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
RECEPT VOOR TERTIAIRE AMINEN VERTROUWDE OP EEN WEINIG ZOUT
Schema toont een reactie die tertiaire aminen maakt van secundaire.
Het mengen van elektronenhongerige metaalkatalysatoren met elektronenrijke aminen doodt doorgaans de katalysatoren, dus metaalreagentia kunnen niet worden gebruikt om tertiaire aminen te bouwen uit secundaire aminen.M. Christina White en collega's van de Urbana-Champaign van de Universiteit van Illinois realiseerden zich dat ze dit probleem konden omzeilen als ze wat zoute kruiden aan hun reagensrecept zouden toevoegen.Door secundaire aminen om te zetten in ammoniumzouten, ontdekten de chemici dat ze deze verbindingen konden laten reageren met eindstandige olefinen, een oxidatiemiddel en een palladiumsulfoxidekatalysator om talloze tertiaire aminen met een verscheidenheid aan functionele groepen te creëren (voorbeeld getoond).De chemici gebruikten de reactie om de antipsychotica Abilify en Semap te maken en om bestaande medicijnen die secundaire amines zijn, zoals het antidepressivum Prozac, om te zetten in tertiaire amines, wat aantoont hoe chemici nieuwe medicijnen kunnen maken van bestaande (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENEN ONDERGAAN KOOLSTOFCONTRACTIE
Schema toont een chinoline-N-oxide omgezet in een N-acylindool.
Dit jaar voegden chemici toe aan het repertoire van moleculaire bewerking, dit zijn reacties die veranderingen aanbrengen in de kernen van complexe moleculen.In één voorbeeld ontwikkelden onderzoekers een transformatie die licht en zuur gebruikt om een enkele koolstof uit zesledige azaarenen in chinoline-N-oxiden te knippen om N-acylindolen met vijfledige ringen te vormen (voorbeeld weergegeven).De reactie, ontwikkeld door chemici in de groep van Mark D. Levin aan de Universiteit van Chicago, is gebaseerd op een reactie waarbij een kwiklamp betrokken was, die meerdere golflengten van licht uitstraalde.Levin en collega's ontdekten dat het gebruik van een lichtgevende diode die licht uitzendt bij 390 nm hen een betere controle gaf en hen in staat stelde de reactie algemeen te maken voor chinoline-N-oxiden.De nieuwe reactie biedt moleculemakers een manier om de kernen van complexe verbindingen te hermodelleren en zou medicinale chemici kunnen helpen die hun bibliotheken van kandidaat-geneesmiddelen willen uitbreiden (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Posttijd: 19 december 2022