Forskere fandt en ny måde at syntetisere chirale tetraarylmethaner

En gruppe forskere ved Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) har opnået en katalytisk asymmetrisk syntese af tetraarylmethaner ved chiral phosphorkatalyse. Med denne proces, to biblioteker med strukturelt adskilte CTAM'er blev effektivt syntetiseret med høj enantioselektivitet. Foreløbig biologisk aktivitetsundersøgelse indikerede, at disse sfæriske molekyler er meget lovende anticancermidler.

Forskningen blev offentliggjort i tidsskriftet Naturkatalyse den 14. december, 2020.

En stærk bias mod lineære og skiveformede molekyler er længe blevet observeret i lægemiddelmolekyler. I modsætning, sfæriske molekyler er blevet brugt ved langt færre lejligheder, på grund af den manglende effektive adgang til sidstnævnte kemiske rum. Specifikt, effektive strategier til syntetisering af tetraarylmethaner, en unik familie af sfæriske molekyler, er forblevet knappe.

Kirale tetraarylmethaner (CTAM'er), en unik familie af sfæriske molekyler, der bærer fire forskellige arylgrupper med defineret stereokemi, forblive som et mysterium på grund af manglen på effektiv asymmetrisk syntese. Udfordringen i asymmetrisk syntese af CTAM'er ligger ikke kun i den høje barriere i at få den ekstremt overbelastede C-C-binding til at forbinde det centrale carbon og arylringene ved konventionelle strategier, men også vanskeligheden ved stereodifferentiering mellem de eksisterende og sandsynligvis lignende arylringe ved fastgørelse af en ny arylring til det centrale carbon.

"Vanskeligheden forbundet med syntesen af ​​kirale tetraarylmethaner er, at dannelse af ekstremt overfyldte bindinger omkring et lille carbonatom kræver, at man overvinder en betydelig energibarriere, "sagde Jianwei Sun, gruppens førende forsker og professor ved Institut for Kemi, HKUST. "Den anden vanskelighed er, at bindingen skal laves i en defineret 3D -orientering. Disse to krav reducerer chancen for succes væsentligt, men vi var i stand til at overvinde ved at bruge en tagging -strategi. "

Ud fra passende mærket triarylmethanols, protokollen drager fordel af hydrogenbindingsinteraktionerne i de centrale para-quinonmethid- og indoliminiummellemprodukter til at bygge to biblioteker af enantioenriched CTAM'er.

"I første omgang, vi antog, at et racemisk triarylmethan med en afgangsgruppe på det centrale carbon let ville blive aktiveret af en katalysator for at generere triarylmethylkation -mellemproduktet, "Solen fortsatte." Vi mærkede to af de tre arylgrupper forskelligt. Når en hydroxygruppe er knyttet til en af ​​arylgrupperne, det chirale ionpar-mellemprodukt kunne yderligere stabiliseres som et hydrogenbundet quinonmethid (QM). Det andet mærke tilvejebringer derefter en sekundær hydrogenbindingsinteraktion for at tilvejebringe nøgledifferentieringen. "

Kirale sfæriske molekyler syntetiseret med denne metode har vist lovende aktivitet mod kræftceller såvel som enterovirus. Gruppen forventer at etablere et stort og diversificeret bibliotek af sådanne sfæriske molekyler til undersøgelse af blyoptimering og strukturaktivitetsforhold, hvilket i sidste ende ville føre til yderligere samarbejdsmuligheder med ekspertise inden for medicinsk kemi, kemisk biologi, viral biologi, og farmakologi.

"Høj effektivitet og selektivitet er, hvor vores katalytiske asymmetriske tilgang virkelig skinner, "bemærkede Sun." Vi er begejstrede for at starte denne udforskning af et nyt paradigme af kemisk rum, der tidligere var overset. "