Химики вырезали углерод из шестичленного гетероцикла

Американские химики разработали фотохимическую реакцию, с помощью которой можно превращать шестичленные азотные гетероциклы в пятичленные. Замещенные N-оксиды хинолинов в две стадии превратились в замещенные индолы. Такая реакция позволит упростить синтез биологически активных соединений.

Изменять скелет ароматических гетероциклов можно с помощью удаления и введения отдельных атомов
© M. Levin et al. / Science, 2022

Когда химики тестируют вещества на биологическую активность, им часто приходится получать десятки похожих молекул. Небольшое изменение в углеродном скелете молекулы может привести к повышению биологической активности. Поэтому химики планируют синтез так, чтобы некоторые фрагменты было удобно варьировать. В этом, например, сильно помогают реакции кросс-сочетания: одну бороновую кислоту можно ввести в реакцию с разными галогенидами и получить несколько похожих соединений.

Но варьировать заместители в молекуле намного проще, чем изменить ее основной углеродный скелет. Часто он состоит из устойчивых ароматических фрагментов, которые получаются на ранней стадии синтеза. И если вдруг оказывается, что один ароматический фрагмент подходит для биологических испытаний больше, чем другой, ученым приходится проводить синтез с самого начала.

Чтобы изменять скелет молекулы стало легче, химики под руководством Марка Левина (Mark D. Levin) из Чикагского университета занялись разработкой реакций, с помощью которых из ароматических гетероциклов можно удалять отдельные атомы. Такие реакции позволяют превращать одни гетероциклы в другие на поздних стадиях синтеза, при этом не нужно начинать синтез заново.

Читайте также:  Ученые показали эффективность масс-спектрометрии для исследования главного маркера болезни Альцгеймера

Химикам было известно, что N-оксиды хинолинов могут под действием света ртутной лампы перегруппировываться в неустойчивые бензокcазепины, а те, в свою очередь, превращаться в индолы под действием кислоты. Но проблема заключалась в том, что фотохимическая перегруппировка работает далеко не для всех хинолинов и чаще всего приводит к трудно разделяемой смеси продуктов.

Ученые предположили, что если облучать реакционную смесь светом с определенной длиной волны, перегруппировка будет проходить более чисто. Они взяли раствор N-оксида 2-метилхинолина в бензоле и облучали его светом с длиной волны 395 нанометров. Через пять часов реакции выход бензоксазепина составил 91 процент. Когда в реакционную смесь добавили трифторуксусную кислоту, с выходом 78 процентов получился N-ацетилиндол, как и ожидали ученые.

Превращение N-оксида хинолина в индол
© M. Levin et al. / Science, 2022

Чтобы показать, какие хинолины можно использовать в реакции, химики протестировали 39 разных субстратов. Оказалось, что реакция чувствительна к заместителю во втором положении хинолина: гетероатомы и третичные алкильные фрагменты в этом положении не позволили получить нужные продукты. Большая часть других замещенных хинолинов успешно превратилась в соответствующие индолы.

Далее химики показали, что их реакцию можно проводить в проточном реакторе, используя граммовые загрузки реагентов. Так, 2-фенил-3-метилхинолин превратился в один грамм замещенного индола за 30 минут с выходом в 77 процентов.

В результате авторам удалось подобрать условия, в которых ароматические хинолины превращались в индолы. Вместе с уже известными способами введения и удаления атомов, новый метод позволяет легко изменять основной скелет молекулы. Это химики показали на примере 2-фенил-3-метилхинолина, из которого с помощью удаления двух атомов углерода и введения атомов углерода и азота удалось получить хинолин с другим порядком заместителей, два различных индола и 3-фенилциннолин.

Читайте также:  Компьютерные очки Wink Glasses используют туман для защиты глаз

С помощью удаления и введения отдельных атомов химикам удалось получить четыре разных гетероцикла
© M. Levin et al. / Science, 2022

Статья опубликована в журнале Science
Источник: Михаил Бойм nplus1.ru

Похожие статьи:

  1. Модель из 300 тысяч молекул белков демонстрирует функционирование единственного синапса. Видео
  2. Шелк ручейника стал идеей для новых материалов
  3. Биоэлектрод из хитозана для медицинских имплантантов
  4. Охарактеризованы реакции ранних РНК
  5. Химики объяснили изменение цвета омара при готовке
  6. Химики МГУ выяснили механизм фотопереноса электрона флуоресцентного белка

Метки Биохимия, Химия. Закладка постоянная ссылка. « Теоретики уточнили частоты переходов в пионном гелии Ученые МФТИ выявили виновников рецидивов у больных раком легких »

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован.

Комментарий

Имя

Сайт

Δ

Источник материала: sci-dig.ru

Поделиться новостью: