"Ванна" и новая связь

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2016, №4)

Химики-органики из США, превратившие циклические амины в труднодоступную конформацию «ванна», вовсе не пытались решить теоретическую задачу в области физической органической химии. Цель была иная: Мелани Сэнфорд и ее коллеги из Мичиганского университета получили связь углерод-углерод у центров с исключительно малой реакционной способностью («Nature», 2016, 531, 7593, 220—224, doi: 10.1038/nature16957).


s20160422 chemo1 vanna.jpg
Алициклические амины в конформации «ванна» можно использовать для присоединения арильных фрагментов к атому углерода, расположенному напротив атома азота


В ходе реакции атом азота, входящий в состав циклических аминов, связывается с палладиевым катализатором — это способствует тому, что шестичленный цикл принимает конформацию «ванна», а каталитически активный палладиевый центр сближается с атомом углерода цикла. На следующем этапе палладий внедряется в инертную связь С-Н, и в результате реакции с арилиодидом происходит образование связи С-С. Весь процесс можно формально рассматривать как замещение атома водорода при насыщенном атоме углерода на арильный фрагмент. Как предполагают исследователи, такая реакция мягкой активации связи С-Н может помочь получать новые химические вещества, в том числе и потенциально обладающие фармакологической активностью.

Приступая к экспериментам, исследователи опасались, что стратегия, основанная на конформационном переходе «кресло-ванна», не сработает. И не только из-за того, что «ванна» могла снова превратиться в привычное «кресло». По словам Сэнфорд, слишком часто аминогруппы сами вступают в реакции в присутствии металлокомплексных катализаторов, поэтому исследователи должны были как-то удержать аминогруппу от участия в нежелательных химических превращениях.

Проблему помогли решить фторамидный лиганд, который способствовал тому, что взаимодействие палладия со связью С-Н стабилизировало конформацию «ванна», и соль цезия, которая тормозила побочные реакции с участием аминогруппы. Как утверждает Сэнфорд, протокол реакции очень прост и самый сложный этап — это синтез палладиевого катализатора, который включает в себя экспериментально сложные и недешевые стадии с иодидом самария.

Сейчас исследователи разрабатывают более простой и дешевый метод производства катализатора, однако они полагают, что уже и в таком виде многие их коллеги оценят удобство и возможности нового протокола. Действительно, специалисты по комбинаторной и медицинской химии, получающие целые синтетические библиотеки с одним и тем же структурным элементом, как правило, прежде всего ставят задачу синтезировать много соединений, отличающихся незначительными деталями структуры. При этом они согласны мириться и с относительно низкими выходами продуктов, и с необходимостью применения дорогих реагентов.

123

Разные разности

29.09.2022 12:00:00

Сегодня в живых клетках аминокислоты образуются из α-кетокислот с использованием азота и белков-катализаторов. Но как это происходило в ранние исторические времена, когда никаких клеток еще не было? Ученые из Исследовательского института Скриппса предположили, что роль фермента в превращении α-кетокислоты в аминокислоту может сыграть обыкновенный цианид.

>>
25.09.2022 14:00:00

Как вы думаете, что важнее — есть много фруктов или есть фрукты часто? Казалось бы, какая разница. А между тем разницу обнаружили исследователи из Астонского университета в Бирмингеме.

>>
23.09.2022 14:00:00

В Формуле-1 всегда бытовало твердое убеждение, что здесь работает «правило 80/20»: машина/команда отвечают за 80% успеха в гонке, а мастерство пилота — только за 20%. Но, как выяснили ученые из Университета Летбриджа, эта формула ошибочна.

>>
21.09.2022 16:00:00

Компания Virginia Tech вместе со специалистами из двух университетов США работает над перчатками для подводных манипуляций Octa-glove. Принцип их работы позаимствован у щупалец осьминога.

>>
17.09.2022 16:00:00

Одуванчики продолжают распространяться по миру. И делают это поразительно успешно. Потому что используют надежные и изощренные технологии, созданные природой. Например, семена одуванчиков — одни из лучших летунов.

>>