Iridium-katalyseret hydrogenaddition, at give plante- og insektbaserede naturlige stoffer

Omkostningseffektiviteten af ​​lægemiddelsyntese afhænger af en række faktorer, herunder mængden af ​​affald produceret. Et team af forskere har nu opdaget en katalysator, der opnår usædvanlig højpræcision tilsætning af hydrogen til kulstof-kulstofbindinger, forbedring af målrettet syntese ved at undgå indviklede flertrinsprocesser, og reducere spild af biprodukter. I journalen Angewandte Chemie , forfatterne varsler reaktionen som særlig nyttig i produktionen af ​​komplekse naturlige stoffer, såsom feromoner.

Den naturlige verden indeholder et stort udvalg af naturlige produkter, hvoraf mange også er blevet uundværlige lægemidler for mennesker. For eksempel, plantebaserede naturlige stoffer som polyketider og feromoner har et betydeligt potentiale som antitumorlægemidler og antibiotika. Imidlertid, mange af disse farmaceutisk aktive stoffer er kun effektive i en af ​​deres to mulige konfigurationer, ligner spejlbilleder af hinanden, og kan endda være skadeligt i den anden form.

For at sikre, at det rigtige stof fremstilles, syntetiske kemikere har generelt ikke andet valg end at være spild:enten ved at bruge indviklede processer eller udføre en række forskellige trin. For eksempel, de kan syntetisere begge former for en forbindelse, så skal du fjerne den uønskede, eller de kan bruge en bestemt, men potentielt dyrt, katalysator til kun at producere formen af ​​interesse.

Pher G. Andersson og hans team fra Stockholms universitet, Sverige, har nu opdaget, at en katalysator fremstillet af heavy metal-iridium og organiske fosfor-nitrogen-enheder er usædvanligt god til at hydrogenere symmetriske organiske forbindelser. Den efterfølgende reaktion er ikke kun yderst økonomisk, uden at der dannes biprodukter, men også særlig vigtig for lægemiddelsyntese siden konfigurationen - det vil sige, produktets rigtighed - afgøres på hydrogeneringstidspunktet.

Enkel, symmetriske umættede bindinger er egnede som forstadier til syntesen af ​​polyketider og feromon-afledte naturprodukter. Teamets iridiumkatalysator gør det nu muligt at hydrogenere en af ​​de symmetriske carbon-carbon-bindinger på en målrettet måde:"Denne metode repræsenterer det første eksempel på iridium-katalyseret hydrogenativ desymmetrisering af diener, "siger forfatterne. De demonstrerede, hvor nyttig deres nye metode kunne være ved at bruge snesevis af forstadier til stoffer, som de konverterede til de ønskede produkter. I alle tilfælde, stort set ingen biprodukter blev dannet.

Målkonfigurationen ved iltgruppen nær en umættet binding var afgørende for succesen med denne tilgang. Mange feromoner eller polyketider indeholder de såkaldte allylcarbinoler med dette oxygen-carbon-arrangement, mens andre indeholder nitrogengrupper og omtales som allylcarbaminer. Uanset om iridiumkatalysatoren blev brugt på nitrogen eller oxygen, det gav den korrekte slutkonfiguration. Et andet almindeligt strukturmotiv i naturlige stoffer er lactonerne. Selv konfronteret med denne struktur, iridiumkatalysatoren fungerede godt, og forskerne var i stand til at finde en enkel synteserute ved hydrogenativ desymmetrization.

Forfatterne brugte også den nye metode til at udføre formel total syntese af to naturlige stoffer:For det første zaragozinsyre, et polyketid opnået fra svampe, og for det andet, invictolide, en myre feromon. Forfatterne er overbeviste om, at på grund af det høje selektivitet og den næsten samlede præference for en konfiguration, give produktet med den korrekte håndethed, metoden er et økonomisk og alsidigt alternativ til syntetisering af mange farmaceutiske produkter.