3 modi entusiasmanti in cui i chimici hanno costruito i composti quest'anno
di Bethany Halford
GLI ENZIMI EVOLUTI HANNO COSTRUITO LEGAMI BIARILICI
Schema che mostra un accoppiamento biarilico catalizzato da un enzima.
I chimici utilizzano molecole biariliche, che presentano gruppi arilici legati tra loro da un singolo legame, come ligandi chirali, elementi costitutivi di materiali e prodotti farmaceutici. Tuttavia, la produzione del motivo biarilico con reazioni catalizzate da metalli, come gli accoppiamenti incrociati di Suzuki e Negishi, richiede in genere diversi passaggi sintetici per ottenere i partner di accoppiamento. Inoltre, queste reazioni catalizzate da metalli falliscono quando si formano biarili voluminosi. Ispirato dalla capacità degli enzimi di catalizzare le reazioni, un team guidato da Alison RH Narayan dell'Università del Michigan ha utilizzato l'evoluzione guidata per creare un enzima del citocromo P450 che costruisce una molecola biarilica tramite accoppiamento ossidativo di legami aromatici carbonio-idrogeno. L'enzima unisce le molecole aromatiche per creare uno stereoisomero attorno a un legame con rotazione impedita (mostrato). I ricercatori ritengono che questo approccio biocatalitico potrebbe diventare una trasformazione fondamentale per la creazione di legami biarilici (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
LA RICETTA PER LE AMMINE TERZIARIE SI BASA SU UN PO' DI SALE
Lo schema mostra una reazione che produce ammine terziarie da ammine secondarie.
Mescolare catalizzatori metallici ad alto contenuto di elettroni con ammine ricche di elettroni in genere uccide i catalizzatori, quindi i reagenti metallici non possono essere utilizzati per costruire ammine terziarie a partire da ammine secondarie. M. Christina White e colleghi dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign si sono resi conto che potevano aggirare questo problema aggiungendo un po' di condimento salato alla loro ricetta reagente. Trasformando le ammine secondarie in sali di ammonio, i chimici hanno scoperto di poter far reagire questi composti con olefine terminali, un ossidante e un catalizzatore di solfossido di palladio per creare una miriade di ammine terziarie con una varietà di gruppi funzionali (esempio mostrato). I chimici hanno utilizzato la reazione per produrre i farmaci antipsicotici Abilify e Semap e per trasformare farmaci esistenti che sono ammine secondarie, come l'antidepressivo Prozac, in ammine terziarie, dimostrando come i chimici potrebbero creare nuovi farmaci da quelli esistenti (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
GLI AZAARENI HANNO SUBITO UNA CONTRAZIONE DEL CARBONIO
Lo schema mostra un N-ossido di chinolina trasformato in un N-acilindolo.
Quest'anno i chimici hanno ampliato il repertorio dell'editing molecolare, ovvero delle reazioni che modificano il nucleo di molecole complesse. In un esempio, i ricercatori hanno sviluppato una trasformazione che utilizza luce e acido per tagliare un singolo atomo di carbonio da azaareni a sei elementi in chinolina N-ossidi per formare N-acilindoli con anelli a cinque elementi (esempio mostrato). La reazione, sviluppata dai chimici del gruppo di Mark D. Levin presso l'Università di Chicago, si basa su una reazione che ha coinvolto una lampada al mercurio, che emetteva luce a diverse lunghezze d'onda. Levin e colleghi hanno scoperto che l'utilizzo di un diodo a emissione luminosa che emette luce a 390 nm ha consentito loro di ottenere un migliore controllo e di generalizzare la reazione per gli chinolina N-ossidi. La nuova reazione offre ai produttori di molecole un modo per rimodellare i nuclei di composti complessi e potrebbe aiutare i chimici farmaceutici che desiderano ampliare le proprie librerie di farmaci candidati (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Data di pubblicazione: 19-12-2022