3 façons passionnantes dont les chimistes ont construit des composés cette année
par Bethany Halford
ENZYMES ÉVOLUÉES CONSTRUISANT DES LIAISONS BIARYL
Schéma montrant un couplage biaryle catalysé par une enzyme.
Les chimistes utilisent des molécules de biaryle, qui comportent des groupes aryle liés les uns aux autres par une simple liaison, comme ligands chiraux, blocs de construction de matériaux et produits pharmaceutiques.Mais la fabrication du motif biaryle avec des réactions catalysées par un métal, telles que les couplages croisés de Suzuki et Negishi, nécessite généralement plusieurs étapes de synthèse pour fabriquer les partenaires de couplage.De plus, ces réactions catalysées par les métaux échouent lors de la fabrication de biaryles volumineux.Inspirée par la capacité des enzymes à catalyser les réactions, une équipe dirigée par Alison RH Narayan de l'Université du Michigan a utilisé l'évolution dirigée pour créer une enzyme cytochrome P450 qui construit une molécule biaryle via un couplage oxydatif de liaisons aromatiques carbone-hydrogène.L'enzyme épouse les molécules aromatiques pour créer un stéréoisomère autour d'une liaison avec une rotation entravée (illustrée).Les chercheurs pensent que cette approche biocatalytique pourrait devenir une transformation de pain et de beurre pour créer des liaisons biaryles (Nature 2022, DOI : 10.1038/s41586-021-04365-7).
LA RECETTE DES AMINES TERTIAIRES REPOSE SUR UN PEU DE SEL
Le schéma montre une réaction qui fabrique des amines tertiaires à partir d'amines secondaires.
Le mélange de catalyseurs métalliques avides d'électrons avec des amines riches en électrons tue généralement les catalyseurs, de sorte que les réactifs métalliques ne peuvent pas être utilisés pour construire des amines tertiaires à partir d'amines secondaires.M. Christina White et ses collègues de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont réalisé qu'ils pouvaient contourner ce problème s'ils ajoutaient un assaisonnement salé à leur recette de réactifs.En transformant les amines secondaires en sels d'ammonium, les chimistes ont découvert qu'ils pouvaient faire réagir ces composés avec des oléfines terminales, un oxydant et un catalyseur de sulfoxyde de palladium pour créer une myriade d'amines tertiaires avec une variété de groupes fonctionnels (exemple illustré).Les chimistes ont utilisé la réaction pour fabriquer les médicaments antipsychotiques Abilify et Semap et pour transformer des médicaments existants qui sont des amines secondaires, comme l'antidépresseur Prozac, en amines tertiaires, démontrant comment les chimistes pourraient fabriquer de nouveaux médicaments à partir de médicaments existants (Science 2022, DOI : 10.1126/science.abn8382).
LES AZAARÈNES ONT SUBI UNE CONTRACTION DU CARBONE
Le schéma montre un N-oxyde de quinoléine transformé en un N-acylindole.
Cette année, les chimistes ont ajouté au répertoire de l'édition moléculaire, qui sont des réactions qui modifient les noyaux de molécules complexes.Dans un exemple, les chercheurs ont développé une transformation qui utilise la lumière et l'acide pour extraire un seul carbone des azaarènes à six chaînons dans les N-oxydes de quinoléine pour former des N-acylindoles avec des cycles à cinq chaînons (exemple illustré).La réaction, développée par des chimistes du groupe de Mark D. Levin à l'Université de Chicago, est basée sur une réaction qui impliquait une lampe au mercure, qui émettait plusieurs longueurs d'onde de lumière.Levin et ses collègues ont découvert que l'utilisation d'une diode électroluminescente qui émet de la lumière à 390 nm leur donnait un meilleur contrôle et leur permettait de rendre la réaction générale pour les N-oxydes de quinoléine.La nouvelle réaction donne aux fabricants de molécules un moyen de remodeler les noyaux de composés complexes et pourrait aider les chimistes médicinaux qui cherchent à élargir leurs bibliothèques de médicaments candidats (Science 2022, DOI : 10.1126/science.abo4282).
Heure de publication : 19 décembre 2022