Forskere bruger ketylradikaler til en ny flerkomponentreaktion

De tre reaktanter og deres binding:radikal af ketyltypen til venstre, 1,3-dien i midten og nukleofil sulfinat til højre. De reaktive atomer og bindingen, der dannes, er fremhævet med gult (ketylkulstof og første C-C-binding) og orange (Svovlnukleofilt atom og anden C-S-binding). Det katalytisk aktive palladiumkompleks, med palladiumcentret fremhævet i orange, er synligt i baggrunden. Kredit:WWU – Peter Bellotti

En mere bæredygtig anvendelse af kemiske ressourcer er en del af FN's Agenda 2030. Syntetiske kemikere arbejder derfor på at designe og udføre effektive synteser. Inden for den syntetiske organiske kemikers arsenal spiller processer, der forbinder flere molekyler (koblingspartnere) i et enkelt trin - såkaldte multi-komponent reaktioner (MCR'er) - en central rolle. Disse betragtes som bæredygtige og miljøvenlige teknologier til hurtig produktion af komplekse strukturer og lægemidler i et enkelt reaktionstrin. Et team af forskere ledet af kemiprofessor Frank Glorius (University of Münster) og Dr. Huan-Ming Huang (University of Münster og ShanghaiTech University) er nu for første gang lykkedes med at bruge såkaldte ketylradikaler til en ny MCR. Denne undersøgelse blev offentliggjort i det nyligt grundlagde tidsskrift Nature Synthesis .

"Ketylradikaler er meget vigtige arter i syntetisk kemi. De bruges ofte til syntese af komplekse naturligt forekommende produkter. Katalytiske kemiske omdannelser, der bruger ketylradikaler, er dog fortsat udfordrende. Deres dannelse kræver ofte 'barske' reaktionsbetingelser med høj temperatur Radikalerne kan også være ikke-selektive i deres reaktionsveje, hvilket betyder, at de er svære at kontrollere," forklarer Huan-Ming Huang.

Forskerholdet brugte ketylradikaler og palladiumkatalyse exciteret af synligt lys til at skabe en MCR mellem flere koblingspartnere. Ved udvælgelsen af koblingspartnerne (aldehyder, 1,3-diener og forskellige nukleofiler) tog forskerne forskellige aspekter i betragtning:Hvilke stoffer er nødvendige for at reaktionen kan finde sted, hvilke er let tilgængelige og hvilke produkter er nyttige?

"Det lykkedes os at tæmme radikaler af ketyl-typen ved at kombinere synligt lys med små mængder af en kommercielt tilgængelig palladiumkatalysator," siger medforfatter Peter Bellotti. "Denne operationelt enkle, redox-neutrale og dermed miljøvenlige tilgang kunne blive en generel platform for konstruktionen af såkaldte komplekse homoallyliske alkoholmotiver, et ofte anvendt strukturelt motiv i syntetisk kemi. Ettrinssyntesen af centrale mellemprodukter, der kan være yderligere konverteret til værdifulde produkter er et bevis på denne tilgangs alsidighed."

Ud over de syntetiske egenskaber ved denne metode undersøgte holdet de mekanistiske forviklinger ved hjælp af en kombineret eksperimentel mekanistisk analyse og densitetsfunktionel teori (DFT) beregninger. "Vi forventer, at kombinationen af synligt lys med overgangsmetaller som palladium kan inspirere til yderligere uforudsete syntetiske transformationer ud over de etablerede katalyserede reaktioner," siger Frank Glorius. + Udforsk yderligere

En ny måde at skabe molekyler til lægemiddeludvikling

Sidste artikelNy polymer mesofasestruktur opdaget

Næste artikelPentacenderivat har 100 gange mere lysholdbarhed end konventionelle produkter