Simuleringer gør det muligt at vælge-dit-egen-eventyr stereokemi

Stereokemi er en videnskab om refleksion. To kemiske molekyler med samme sammensætning og struktur, men med det ene som spejlbillede af det andet, kan give meget varierende effekter. At kontrollere, hvilket molekyle der kommer ud af en given reaktion er en kritisk, men nogle gange dårligt forstået, behandle.

Men University of Utah kemiker Matt Sigman har udviklet en måde at få et bedre greb om dette vanskelige felt inden for kemi. Han har tidligere brugt værktøjer inden for den farmaceutiske industri til at forudsige, ved hjælp af computermodeller, hvordan bestemte molekyler vil opføre sig i bestemte reaktioner. Han har allerede anvendt denne metode til batterikemi, og nu bruger han og kolleger ved City University of New York den til at fjerne noget af mysteriet i stereokemien. Deres arbejde vil blive offentliggjort i Videnskab den 20. september, 2018.

Deres fokus er på Suzuki krydskoblingsreaktionen, en nobelprisvindende reaktion, der skaber en kulstof-kulstofbinding i et molekyle. Det bruges ofte til at syntetisere biaryler, almindelige motiver i farmaceutiske molekyler. Udvidelse af denne kraftfulde transformation til syntese af alkylarener kræver brug af alkylborudgangsmaterialer.

Her er hvor stereokemi kommer ind:disse udgangsmaterialer kan producere to forskellige produkter med to forskellige strukturer, og det er ikke velkendt, hvilke forhold der fører til den ene eller den anden struktur.

Og her kommer Sigman og hans kolleger ind:Deres simuleringer af phosphinmolekyler (ligander, når de først er knyttet til en katalysator) genererede forudsigende statistiske modeller af, hvordan phosphinen ville påvirke reaktionen.

"Vi brugte vores datadrevne værktøjer til at opnå betydelig indsigt i, hvordan processen fungerer, som giver os mulighed for at designe de korrekte tilsætningsstoffer for at få de ønskede resultater, " sagde Sigman. Resultaterne gør det muligt for kemikere at kontrollere, hvilket stereokemisk produkt der kommer ud af reaktionen, blot ved at vælge den rigtige ligand. Det er mere end blot en bekvemmelighed i laboratoriet, selvom. Undersøgelsen afslører også meget mere om, hvordan denne vigtige kemiske proces fungerer.