Tres formas fascinantes en que los químicos construyeron compuestos este año
por Bethany Halford
ENZIMAS EVOLUCIONADAS CONSTRUYERON ENLACES BIARÍLICOS
Esquema que muestra un acoplamiento de biarilo catalizado por enzima.
Los químicos utilizan moléculas de biarilo, que presentan grupos arilo unidos entre sí por un enlace sencillo, como ligandos quirales, bloques de construcción de materiales y productos farmacéuticos. Pero la creación del motivo biarilo con reacciones catalizadas por metales, como los acoplamientos cruzados de Suzuki y Negishi, generalmente requiere varios pasos sintéticos para formar los compañeros de acoplamiento. Además, estas reacciones catalizadas por metales fallan al producir biarilos voluminosos. Inspirado por la capacidad de las enzimas para catalizar reacciones, un equipo dirigido por Alison RH Narayan de la Universidad de Michigan utilizó la evolución dirigida para crear una enzima del citocromo P450 que construye una molécula de biarilo mediante el acoplamiento oxidativo de enlaces aromáticos carbono-hidrógeno. La enzima une moléculas aromáticas para crear un estereoisómero alrededor de un enlace con rotación impedida (mostrado). Los investigadores creen que este enfoque biocatalítico podría convertirse en una transformación fundamental para crear enlaces biarílicos (Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7).
RECETA DE AMINAS TERCIARIAS CON POCA SAL
El esquema muestra una reacción que produce aminas terciarias a partir de aminas secundarias.
La mezcla de catalizadores metálicos con alta concentración de electrones con aminas ricas en electrones suele destruir los catalizadores, por lo que los reactivos metálicos no pueden utilizarse para generar aminas terciarias a partir de aminas secundarias. M. Christina White y sus colegas de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign se dieron cuenta de que podían solucionar este problema añadiendo un condimento salado a su fórmula de reactivo. Al transformar las aminas secundarias en sales de amonio, los químicos descubrieron que podían reaccionar estos compuestos con olefinas terminales, un oxidante y un catalizador de sulfóxido de paladio para crear una gran variedad de aminas terciarias con diversos grupos funcionales (ejemplo mostrado). Los químicos utilizaron la reacción para fabricar los fármacos antipsicóticos Abilify y Semap y para transformar fármacos existentes que son aminas secundarias, como el antidepresivo Prozac, en aminas terciarias, lo que demuestra cómo los químicos podrían fabricar nuevos fármacos a partir de los existentes (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn8382).
AZAARENES SUFRIERON UNA CONTRACCIÓN DE CARBONO
El esquema muestra un N-óxido de quinolina transformado en un N-acilindrol.
Este año, los químicos ampliaron el repertorio de la edición molecular, que consiste en reacciones que modifican el núcleo de moléculas complejas. Por ejemplo, los investigadores desarrollaron una transformación que utiliza luz y ácido para separar un solo carbono de azaarenos de seis miembros en N-óxidos de quinolina, formando N-acilindoles con anillos de cinco miembros (ejemplo mostrado). La reacción, desarrollada por químicos del grupo de Mark D. Levin en la Universidad de Chicago, se basa en una reacción que involucra una lámpara de mercurio, que emite luz de múltiples longitudes de onda. Levin y sus colegas descubrieron que el uso de un diodo emisor de luz a 390 nm les proporcionó un mejor control y les permitió generalizar la reacción para los N-óxidos de quinolina. La nueva reacción ofrece a los creadores de moléculas una forma de remodelar el núcleo de compuestos complejos y podría ayudar a los químicos médicos que buscan ampliar sus bibliotecas de candidatos a fármacos (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abo4282).
Hora de publicación: 19 de diciembre de 2022