۳ روش هیجانانگیز که شیمیدانان امسال برای ساخت ترکیبات به کار بردند
نوشتهی بتانی هالفورد
آنزیمهای تکاملیافته پیوندهای بیآریل را ایجاد کردند
طرحی که یک جفت شدن بیآریل کاتالیز شده با آنزیم را نشان میدهد.
شیمیدانان از مولکولهای بیآریل که دارای گروههای آریل متصل به یکدیگر توسط یک پیوند یگانه هستند، به عنوان لیگاندهای کایرال، بلوکهای سازنده مواد و داروها استفاده میکنند. اما ساخت موتیف بیآریل با واکنشهای کاتالیز شده توسط فلز، مانند جفت شدنهای متقاطع سوزوکی و نگیشی، معمولاً به چندین مرحله مصنوعی برای ساخت شرکای جفت شونده نیاز دارد. علاوه بر این، این واکنشهای کاتالیز شده توسط فلز هنگام ساخت بیآریلهای حجیم، دچار مشکل میشوند. تیمی به رهبری آلیسون آر اچ نارایان از دانشگاه میشیگان، با الهام از توانایی آنزیمها در کاتالیز واکنشها، از تکامل هدایتشده برای ایجاد یک آنزیم سیتوکروم P450 استفاده کردند که از طریق جفت شدن اکسیداتیو پیوندهای کربن-هیدروژن آروماتیک، یک مولکول بیآریل میسازد. این آنزیم مولکولهای آروماتیک را به هم متصل میکند تا یک استریوایزومر در اطراف پیوند با چرخش مانع (نشان داده شده) ایجاد کند. محققان معتقدند که این رویکرد بیوکاتالیستی میتواند به یک روش تبدیل نان و آبدار برای ساخت پیوندهای بیآریل تبدیل شود (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
دستور تهیه آمینهای نوع سوم با تکیه بر کمی نمک
طرح واکنشی را نشان میدهد که طی آن آمینهای نوع سوم از آمینهای نوع دوم تشکیل میشوند.
مخلوط کردن کاتالیزورهای فلزی تشنه الکترون با آمینهای غنی از الکترون معمولاً کاتالیزورها را از بین میبرد، بنابراین نمیتوان از واکنشگرهای فلزی برای ساخت آمینهای نوع سوم از آمینهای نوع دوم استفاده کرد. ام. کریستینا وایت و همکارانش در دانشگاه ایلینوی اوربانا-شمپین متوجه شدند که اگر مقداری چاشنی شور به دستور واکنشدهنده خود اضافه کنند، میتوانند این مشکل را حل کنند. شیمیدانان با تبدیل آمینهای نوع دوم به نمکهای آمونیوم، دریافتند که میتوانند این ترکیبات را با اولفینهای انتهایی، یک اکسیدان و یک کاتالیزور پالادیوم سولفوکسید واکنش دهند تا آمینهای نوع سوم بیشماری با گروههای عاملی متنوع ایجاد کنند (مثال نشان داده شده است). شیمیدانان از این واکنش برای ساخت داروهای ضد روانپریشی Abilify و Semap و تبدیل داروهای موجود که آمینهای ثانویه هستند، مانند داروی ضد افسردگی Prozac، به آمینهای نوع سوم استفاده کردند و نشان دادند که چگونه شیمیدانان میتوانند داروهای جدیدی را از داروهای موجود بسازند (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
آذرنها انقباض کربن را تجربه کردند
طرح، تبدیل N-اکسید کینولین به N-آسیلیندول را نشان میدهد.
امسال شیمیدانان به مجموعه ویرایش مولکولی، که واکنشهایی هستند که تغییراتی در هسته مولکولهای پیچیده ایجاد میکنند، افزودند. در یک مثال، محققان تبدیلی را توسعه دادند که از نور و اسید برای جدا کردن یک کربن واحد از آزارنهای شش عضوی در N-اکسیدهای کینولین استفاده میکند تا N-آسیلیندولها را با حلقههای پنج عضوی تشکیل دهد (مثال نشان داده شده است). این واکنش که توسط شیمیدانان گروه مارک دی. لوین در دانشگاه شیکاگو توسعه داده شده است، بر اساس واکنشی است که شامل یک لامپ جیوهای است که طول موجهای مختلفی از نور را ساطع میکند. لوین و همکارانش دریافتند که استفاده از یک دیود ساطعکننده نور که نور را در طول موج 390 نانومتر ساطع میکند، به آنها کنترل بهتری میدهد و به آنها اجازه میدهد تا واکنش را برای N-اکسیدهای کینولین عمومی کنند. این واکنش جدید به سازندگان مولکول راهی برای بازسازی هسته ترکیبات پیچیده میدهد و میتواند به شیمیدانان دارویی که به دنبال گسترش کتابخانههای خود از کاندیداهای دارویی هستند، کمک کند (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
زمان ارسال: ۱۹ دسامبر ۲۰۲۲