3 საინტერესო გზა, რომლითაც ქიმიკოსებმა ნაერთები წელს შექმნეს
ბეთანი ჰალფორდის მიერ
განვითარებულმა ფერმენტებმა ბიარილის ბმები შექმნეს
სქემა, რომელიც აჩვენებს ფერმენტით კატალიზებულ ბიარილის შეერთებას.
ქიმიკოსები იყენებენ ბიარილის მოლეკულებს, რომლებიც შეიცავს ერთმანეთთან ერთი ბმით დაკავშირებულ არილის ჯგუფებს, როგორც ქირალურ ლიგანდებს, მასალების საშენ ბლოკებსა და ფარმაცევტულ პროდუქტებს. თუმცა, ბიარილის მოტივის შექმნა ლითონის კატალიზირებული რეაქციებით, როგორიცაა სუზუკის და ნეგიშის ჯვარედინი შეერთება, როგორც წესი, მოითხოვს რამდენიმე სინთეზურ ეტაპს შეერთების პარტნიორების შესაქმნელად. უფრო მეტიც, ლითონის კატალიზირებული ეს რეაქციები იშლება მოცულობითი ბიარილების მიღებისას. ფერმენტების რეაქციების კატალიზების უნარით შთაგონებულმა, მიჩიგანის უნივერსიტეტის ალისონ რ. ხ. ნარაიანის ხელმძღვანელობით გუნდმა გამოიყენა მიმართული ევოლუცია ციტოქრომ P450 ფერმენტის შესაქმნელად, რომელიც ქმნის ბიარილის მოლეკულას არომატული ნახშირბად-წყალბადის ბმების ჟანგვითი შეერთების გზით. ფერმენტი აკავშირებს არომატულ მოლეკულებს, რათა შექმნას ერთი სტერეოიზომერი შეფერხებული ბრუნვის მქონე ბმის გარშემო (ნაჩვენებია). მკვლევრები ფიქრობენ, რომ ბიოკატალიზური მიდგომა შეიძლება ბიარილის ბმების წარმოქმნის უმთავრეს ტრანსფორმაციად იქცეს (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
მესამეული ამინების რეცეპტი მცირე რაოდენობით მარილზეა დამოკიდებული
სქემაზე ნაჩვენებია რეაქცია, რომლის დროსაც მეორადი ამინებიდან მესამეული ამინები წარმოიქმნება.
ელექტრონებით მდიდარ ამინებთან ელექტრონებით მდიდარ ლითონის კატალიზატორების შერევა, როგორც წესი, კლავს კატალიზატორებს, ამიტომ ლითონის რეაგენტები არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას მეორადი ამინების ასაგებად. ილინოისის უნივერსიტეტის ურბანა-შემპეინის მ. კრისტინა უაითმა და მისმა კოლეგებმა გააცნობიერეს, რომ ამ პრობლემის გადაჭრა შეეძლოთ, თუ რეაგენტის რეცეპტს მარილიან სანელებლებს დაამატებდნენ. მეორადი ამინების ამონიუმის მარილებად გარდაქმნით, ქიმიკოსებმა აღმოაჩინეს, რომ შეეძლოთ ამ ნაერთების რეაქციაში შეყვანა ტერმინალურ ოლეფინებთან, ოქსიდანტთან და პალადიუმის სულფოქსიდის კატალიზატორთან, რათა შეექმნათ მრავალი მესამეული ამინები სხვადასხვა ფუნქციური ჯგუფებით (ნაჩვენებია მაგალითი). ქიმიკოსებმა ეს რეაქცია გამოიყენეს ანტიფსიქოზური პრეპარატების, Abilify-ისა და Semap-ის დასამზადებლად და არსებული მეორადი ამინების, მაგალითად, ანტიდეპრესანტი Prozac-ის, მესამეულ ამინებად გარდასაქმნელად, რითაც აჩვენეს, თუ როგორ შეიძლება ქიმიკოსებმა შექმნან ახალი პრეპარატები არსებული პრეპარატებისგან (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
აზაარენებმა ნახშირბადის შეკუმშვა განიცადეს
სქემაზე ნაჩვენებია ქინოლინის N-ოქსიდი, რომელიც გარდაიქმნება N-აცილინდოლად.
წელს ქიმიკოსებმა მოლეკულური რედაქტირების რეპერტუარს დაამატეს, რაც წარმოადგენს რეაქციების ერთობლიობას, რომლებიც კომპლექსური მოლეკულების ბირთვებში ცვლილებებს იწვევს. ერთ-ერთ მაგალითში, მკვლევარებმა შეიმუშავეს ტრანსფორმაცია, რომელიც იყენებს სინათლეს და მჟავას, რათა გამოყოს ერთი ნახშირბადი ქინოლინის N-ოქსიდებში ექვსწევრიანი აზაარენებიდან, რათა წარმოქმნას ხუთწევრიანი რგოლების მქონე N-აცილინდოლები (ნაჩვენებია მაგალითი). რეაქცია, რომელიც შეიმუშავეს მარკ დ. ლევინის ჯგუფის ქიმიკოსებმა ჩიკაგოს უნივერსიტეტში, ეფუძნება რეაქციას, რომელიც მოიცავდა ვერცხლისწყლის ნათურას, რომელიც ასხივებდა სინათლის მრავალ ტალღის სიგრძეს. ლევინმა და მისმა კოლეგებმა აღმოაჩინეს, რომ 390 ნმ-ზე სინათლის გამოსხივების მქონე სინათლის დიოდის გამოყენება მათ უკეთეს კონტროლს აძლევდა და საშუალებას აძლევდა, რეაქცია ზოგადი გაეხადათ ქინოლინის N-ოქსიდებისთვის. ახალი რეაქცია მოლეკულების შემქმნელებს აძლევს გზას, რომ გადააკეთონ კომპლექსური ნაერთების ბირთვები და შეიძლება დაეხმაროს სამკურნალო ქიმიკოსებს, რომლებიც ცდილობენ გააფართოვონ წამლის კანდიდატების ბიბლიოთეკები (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
გამოქვეყნების დრო: 2022 წლის 19 დეკემბერი