Selektiv syntese af meta-isomerer nu mulig

I en nylig undersøgelse offentliggjort i Science , har fire RIKEN organiske kemikere fundet på en måde at selektivt syntetisere isomerer af en vigtig gruppe af aromatiske forbindelser. Dette lover at gøre det muligt at fremstille kemikalier til lægemidler, gødninger og polymerer uden at skulle udføre dyre adskillelsesprocedurer.

Når man laver kemiske forbindelser, kan det have alvorlige konsekvenser at placere en kemisk gruppe i den forkerte position af en benzenring. "Folk kan dø, hvis positionen er forkert," hævder Laurean Ilies fra RIKEN Center for Sustainable Resource Science (CSRS). "For eksempel er én form for vanillin det kemikalie, der giver vanilje smag, mens en anden er ret giftig."

Benzenringen er sekskantet med et carbonatom ved hver af dens seks hjørner. Da alle kulstofatomer er identiske, gør det ingen forskel, hvilken der accepterer den første kemiske gruppe, der skal tilføjes til ringen.

Kompleksitet opstår, når du tilføjer en anden gruppe, fordi den kan binde sig til et hvilket som helst af fem carbonatomer:de to, der støder op til den første gruppe (for at give ortho-isomeren), den diametralt modsatte den (para-isomeren), eller de to carbonatomer imellem. disse to (meta-isomeren; fig. 1). De resulterende isomerer har identiske kemiske formler, men gennemgår ofte meget forskellige biokemiske reaktioner.

Det er relativt nemt at blokere de to lokaliteter, der grænser op til den første gruppe, men organiske kemikere har kæmpet for at udtænke generelle strategier til selektivt at syntetisere meta-isomeren.

Nu har Ilies, Sobi Asako og to medarbejdere, alle fra CSRS, produceret en iridiumkatalysator, der bærer en ligand, der blokerer både de tilstødende og modsatte steder, så kun meta-isomeren produceres i betydelige mængder. Denne metode kan bruges til at tilføje grupper til benzenringe og fremstille forbindelser, der bruges til gødning, polymerer og finkemikalier samt lægemidler.

Holdet demonstrerede potentialet i deres katalysator ved at bruge det til at funktionalisere forskellige farmaceutiske molekyler ved meget høje selektiviteter. "Vi var overraskede over, hvor godt det fungerede," siger Ilies. "Det er meget glædeligt, da det tog os omkring tre års forskning at udvikle denne tilgang."

Fremgangsmåden er meget generel og kan bruges på en lang række forskellige underlag. "Vi fandt ud af, at et stort udvalg af substrater kan funktionaliseres ved hjælp af denne metode," siger Ilies. "Måske var dette den bedste nyhed."

Den taglignende ligand er inspireret af naturen, da den efterligner virkningen af ​​enzymer, der har lommer til at styre syntesen af ​​biomolekyler af den rigtige isomer.

Holdet har nu til hensigt at udvide denne strategi til et større udvalg af molekyler og forskellige selektiviteter. + Udforsk yderligere

'Fjederbelastet' system sætter fosfor ind i molekylære ringe