Нагоя, Япония. Учитывая их трехмерную природу, многие химические соединения могут существовать в двух различных формах, которые являются зеркальным отображением друг друга, называемых энантиомерами. Они могут оказывать заметно различное воздействие на организм человека, поэтому часто бывает необходимо изолировать только одну из форм перед введением. Чтобы избежать этой проблемы, можно разработать методы химического синтеза, которые производят в основном или исключительно один из возможных энантиомеров.
Это серьезная проблема для класса молекул, называемых азиридинами, которые включают важные антибиотики и химиотерапевтические агенты, но все еще остаются значительные возможности для манипулирования и модификации реакций, с помощью которых они синтезируются, для ряда приложений.В новом исследовании, опубликованном в журнале Angewandte Chemie International Edition, группа исследователей из Технологического института Нагои (NIT) установила новую реакцию, при которой группа молекул, называемых 2H-азиринами, реагирует с фосфитом с помощью катализатора. Применяя различные катализаторы и условия для этой реакции, им удалось получить азиридины с высоким выходом и с одним энантиомером, составляющим до 98% от общего продукта.
Небольшая предыдущая работа была сосредоточена на попытке получить высокий уровень одного энантиомера из реакций с 2H-азиринами, потому что эти соединения не очень реакционноспособны. Здесь исследователи решили использовать фосфит, содержащий атомы фосфора и кислорода, для реакции с 2H-азиринами из-за его способности вносить или отдавать электроны в этой реакции, способствуя превращению азиринов в азиридины.«В реакции 2H-азиринов с фосфитом мы использовали различные хиральные катализаторы, чтобы увидеть их эффекты», — говорит Дайки Хаяма из Высшей школы инженерии NIT. «Как только мы определили катализатор, который дает как хороший общий выход, так и высокую долю одного энантиомера в реакции, мы сосредоточились на оптимизации условий реакции».После того, как была определена особенно эффективная комбинация условий, команда также проверила структурные вариации азирина, используемого в качестве исходного материала в реакции, вместе с лучшим катализатором, обнаруженным в предыдущем эксперименте, снова достигнув высоких выходов и высоких скоростей производства одного из возможные энантиомеры.
«Наши результаты показывают, что эта реакция очень энантиоселективна и хорошо работает с широким спектром азиринов», — говорит профессор Шуичи Накамура. «Этот подход должен быть очень полезным для разработки новых хиральных молекул, потенциально обладающих интересными характеристиками, как для медицинских приложений, так и для дальнейшей работы в области органической химии».