Kemikere bygger nye kemiske strukturer på ikke-reaktive bindinger

At lave komplicerede organiske molekyler er som at løse en Rubiks terning. Organiske kemikere skal designe sekvenser af reaktioner for omhyggeligt at opbygge dele af et molekyle, samtidig med at strukturen vedligeholdes på andre steder. Selvom kemikere har udviklet mange geniale måder at udføre kemiske transformationer på, nogle kemiske reaktioner forbliver uden for rækkevidde.

På Osaka University, et hold af organiske kemikere har nu udviklet og forbedret en kemisk reaktion, der tillader kontrollerede transformationer af en af ​​de hårdeste kemiske bindinger. "Vi har tidligere udviklet en kobolt-katalyseret Grignard-reaktion til fremstilling af hindrede kvaternære kulstofcentre. Men den reaktion viste også potentiale til at modificere kulstof-fluor-bindinger. Vi prøvede mange forskellige tilsætningsstoffer og fandt til sidst et, som lod os selektivt bygge det samme kvaternære kulstof-kulstof. bindinger på kulstof-fluor-steder, " siger førsteforfatter Takanori Iwasaki.

Grignard-reaktionen er en klassisk reaktion inden for organisk kemi, nyttig til at opbygge kulstofskelettet af molekyler ved at omdanne kulstof-halogenbindinger til kulstof-kulstofbindinger. Fluor anses også for at være et halogen, men kulstof-fluorbindingen er blandt de stærkeste kendte og er normalt ikke-reaktiv over for Grignard-kemi. At udføre enhver form for kemisk reaktion ved carbon-fluorbindinger er vanskeligt uden at påvirke resten af ​​molekylet.

Osaka-teamet forbedrede deres katalytiske system til at udføre vanskelig Grignard-kemi ved meget overfyldte, såkaldte kvaternære carbonatomer. Ved at tilføje et nøje udvalgt additiv til dette katalytiske system, de øgede dens evne til at arbejde selektivt på kulstof-fluor-bindinger.

"Vi har vist, at denne reaktion er et meget nyttigt værktøj til sekventielt at ændre dele af et molekyle med stor kontrol, " siger gruppeleder Nobuaki Kambe. "Vores kontrol over kemien af ​​kulstof-fluor-bindinger burde muliggøre meget mere syntetisk frihed til at bygge komplekse kulstofstrukturer."