3 דרכים מרגשות בהן כימאים בנו תרכובות השנה
מאת בת'אני הלפורד
אנזימים מפותחים בנו קשרי ביאריל
סכמה המציגה צימוד ביאריל מזורז על ידי אנזים.
כימאים משתמשים במולקולות ביאריל, הכוללות קבוצות אריל הקשורות זו לזו באמצעות קשר יחיד, כבליגנדים כיראליים, אבני בניין לחומרים ותרופות. אבל יצירת מוטיב הביאריל באמצעות תגובות מזורזות מתכת, כגון צימודים צולבים של סוזוקי ונגישי, דורשת בדרך כלל מספר שלבים סינתטיים כדי ליצור את שותפי הצימוד. יתרה מכך, תגובות מזורזות מתכת אלו מתקשות בעת יצירת ביארילים גדולים. בהשראת יכולתם של אנזימים לזרז תגובות, צוות בראשות אליסון ר.ה. נאראיאן מאוניברסיטת מישיגן השתמש באבולוציה מכוונת כדי ליצור אנזים ציטוכרום P450 שבונה מולקולת ביאריל באמצעות צימוד חמצוני של קשרי פחמן-מימן ארומטיים. האנזים מחבר מולקולות ארומטיות כדי ליצור סטריאו-איזומר אחד סביב קשר עם סיבוב מוגבל (מוצג). החוקרים סבורים שגישה ביו-קטליטית זו יכולה להפוך לטרנספורמציה בסיסית ליצירת קשרי ביאריל (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
מתכון לאמינים שלישוניים המבוסס על מעט מלח
הסכמה מציגה תגובה היוצרת אמינים שלישוניים מאמינים משניים.
ערבוב של זרזים מתכתיים צמאי אלקטרונים עם אמינים עשירים באלקטרונים בדרך כלל הורג את הזרזים, כך שלא ניתן להשתמש בריאגנטים מתכתיים לבניית אמינים שלישוניים מאמינים משניים. מ. כריסטינה ווייט ועמיתיו באוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין הבינו שהם יכולים לעקוף בעיה זו אם יוסיפו מעט תיבול מלוח למתכון המגיבים שלהם. על ידי הפיכת אמינים משניים למלחי אמוניום, הכימאים גילו שהם יכולים להגיב תרכובות אלו עם אולפינים סופניים, מחמצן וזרז פלדיום סולפוקסיד כדי ליצור אינספור אמינים שלישוניים עם מגוון קבוצות פונקציונליות (דוגמה מוצגת). הכימאים השתמשו בתגובה כדי לייצר את התרופות האנטי-פסיכוטיות Abilify ו-Semap ולהפוך תרופות קיימות שהן אמינים משניים, כמו התרופה נוגדת הדיכאון פרוזאק, לאמינים שלישוניים, והדגימו כיצד כימאים עשויים לייצר תרופות חדשות מתרופות קיימות (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
אזארנים עברו התכווצות פחמן
התרשים מציג תחמוצת N של כינולין שהומרה ל-N-אצילינדול.
השנה, כימאים הוסיפו לרפרטואר של עריכה מולקולרית, שהן תגובות המבצעות שינויים בליבות של מולקולות מורכבות. בדוגמה אחת, חוקרים פיתחו טרנספורמציה המשתמשת באור וחומצה כדי לגזור פחמן יחיד מאזארנים בעלי שישה איברים בתחמוצות N של כינולין ליצירת N-אצילינדולים עם טבעות בעלות חמישה איברים (דוגמה מוצגת). התגובה, שפותחה על ידי כימאים בקבוצתו של מארק ד. לוין באוניברסיטת שיקגו, מבוססת על תגובה שכללה מנורת כספית, שפלטה אורכי גל מרובים של אור. לוין ועמיתיו מצאו כי שימוש בדיודה פולטת אור הפולטת אור ב-390 ננומטר נתן להם שליטה טובה יותר ואפשר להם להפוך את התגובה לכללית עבור תחמוצות N של כינולין. התגובה החדשה נותנת ליצרני מולקולות דרך לשפץ את ליבות של תרכובות מורכבות ויכולה לסייע לכימאים רפואיים המעוניינים להרחיב את ספריות התרופות המועמדות שלהם (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
זמן פרסום: 19 בדצמבר 2022