Jordrige jernkatalyse giver adgang til værdifulde dialkylerede forbindelser

Kemikere fra National University of Singapore (NUS) har løst en langvarig udfordring i syntesen af ​​overbelastet C(sp ³ )-rige molekyler ved at udvikle en ny jernkatalyseret reaktion, der genererer to alkyl-alkylbindinger i overfyldte miljøer. Værket er udgivet i Nature Catalysis .

C(sp ³ )–C(sp ³ ) bindinger er enkelte, stærke bindinger dannet mellem to carbonatomer. De danner rygraden i mange biologisk aktive naturprodukter og syntetiske molekyler.

Forskning har vist, at antallet af mættede (sp ³ ) carboner korrelerer med opløselighed, hvilket tyder på, at øget mætning fører til øget styrke og selektivitet i lægemidler. Udvikling af metoder til at konstruere C(sp ³ )-rige stilladser er et vigtigt, men udfordrende mål i organisk syntese. Dette skyldes, at reaktioner involverer sp ³ -hybridiserede substrater er typisk ineffektive og tilbøjelige til uønsket produktdannelse.

Et forskerhold ledet af lektor Koh Ming Joo, fra Institut for Kemi, NUS har udtænkt en ny strategi, der udnytter en jord-rigtig (terpyridin) jernkatalysator til at kombinere alkener med sp ³ -hybridiserede organohalider og organozinkreagenser.

Denne tilgang giver dem mulighed for at tilføje alkylgrupper af forskellig størrelse til alkenen, hvilket resulterer i et bibliotek af lægemiddellignende molekyler med overbelastede kerner indeholdende enten carbon- eller heteroatomsubstituerede stereocentre. Metoden er nyttig til at skabe værdifuld, men udfordrende C(sp ³ )-rige molekyler.

Denne forskning er et samarbejde med Dr. Xinglong Zhang fra Institute of High Performance Computing, Agency for Science, Technology and Research (A ^∗ STAR) og professor Patrick Holland fra Yale University.

Prof Koh sagde:"Vores undersøgelser tyder på, at denne jernkatalyserede dialkyleringsreaktion fungerer gennem en unik mekanisme, som potentielt åbner døren til en bredere vifte af transformationer og nyt kemisk rum. Dette hjælper med at diversificere og udvide de kemiske strukturer af præstationsmolekyler. "

"Vi tror på, at denne metode vil fremskynde syntesen af ​​mange naturlige produkter og lægemidler på en bæredygtig måde, især dem, der indeholder tæt funktionaliserede alkyl-alkyl-bindinger," tilføjede Prof Koh.

Forskerholdet udnytter det nyopdagede jernkatalyserede system til at omdanne andre klasser af organiske udgangsmaterialer til nyttige forbindelser til forskellige anvendelser, herunder lægemiddeludvikling.

Flere oplysninger: Tong-De Tan et al., Congested C(sp ³ )-rige arkitekturer muliggjort af jernkatalyseret konjunktiv alkylering, Naturkatalyse (2024). DOI:10.1038/s41929-024-01113-8

Journaloplysninger: Naturkatalyse

Leveret af National University of Singapore