Cahaya biru meremas heteroatom dari cincin kecil | Riset

Cahaya biru meremas heteroatom dari cincin kecil |  Riset post thumbnail image

Hadiah terkini Keluaran SGP 2020 – 2021.

Sebuah reaksi yang mengeluarkan atom nitrogen, oksigen atau sulfur tunggal dari cincin beranggota enam hanya dengan menggunakan cahaya biru telah dikembangkan oleh para ilmuwan AS.

Metode ini melibatkan pemutusan ikatan C–N, C–O atau C–S dalam heterosiklus jenuh dan menutup kembali cincin untuk membuat struktur siklik yang lebih kecil. ‘Ini menghindari harus kembali ke awal sintesis untuk membangun jenis perancah yang dapat diakses di sini,’ kata Richmond Sarpong dari University of California, Berkeley, yang memimpin penelitian.

Gambar yang menunjukkan skema reaksi yang disederhanakan dengan asil azasiklus sebagai bahan awal dan amino siklopentana sebagai produk

Heterocycles jenuh ditemukan di banyak obat dan produk agrokimia; mampu memodifikasinya pada tahap akhir membuka jalan ke ruang dan fungsi kimia baru. Sarpong menunjukkan bahwa kontraksi cincin seringkali sulit dicapai dan biasanya membutuhkan intermediet berenergi tinggi. Sekarang, tim dan kolaboratornya di Merck telah menemukan strategi sederhana yang memanfaatkan reaksi tipe II Norrish – proses fotokimia yang melibatkan keton.

Para ilmuwan menggunakan LED biru untuk membangkitkan gugus keton aromatik yang melekat pada heterosiklus, memulai reaksi Norrish yang memutuskan ikatan karbon-heteroatom. ‘Langkah kedua adalah penutupan cincin yang merupakan reaksi Mannich dalam kasus nitrogen atau reaksi aldol dalam kasus oksigen,’ jelas Sarpong. ‘Ini adalah reaksi kimia organik karbonil yang mapan.’ Dia menambahkan bahwa menemukan panjang gelombang yang tepat adalah kunci penemuan. ‘Kami sangat banyak berjalan di garis halus dengan memilih LED biru yang memancarkan tepat pada panjang gelombang untuk merangsang karbonil dalam bahan awal tetapi tidak dalam produk.’

‘Para penulis telah mengembangkan reaksi fotokimia unik yang memungkinkan Anda untuk sepenuhnya mengubah bentuk molekul dalam kondisi yang sangat ringan,’ komentar ahli kimia organik Daniele Leonori di University of Manchester, Inggris. ‘Proses menghancurkan cincin beranggota enam tetapi secara cerdik menghasilkan fungsionalitas yang berdekatan yang bereaksi segera, meregenerasi cincin semua karbon beranggota lima yang lebih kecil.’

Gambar yang menunjukkan struktur molekul dari dua turunan metilon, satu dengan cincin beranggota enam dan yang lainnya dengan cincin beranggota lima

Leonori menambahkan bahwa metodologi ‘menawarkan cara baru’ untuk menggunakan kembali blok bangunan yang biasa ditemukan di perpustakaan kimia obat. Tim Sarpong mendemonstrasikan potensi reaksi untuk derivatisasi tahap akhir dengan mengedit beberapa obat komersial seperti bronkodilator rimiterol atau mefloquine antimalaria.

‘Ada beberapa kontraksi cincin, tetapi secara umum di sini patut diperhatikan – juga perbedaan cerdas antara reaktivitas kedua cincin dalam cara mereka berinteraksi dengan cahaya, yang belum pernah dicapai dalam pengertian ini sebelumnya,’ kata Tobias Ritter dari Max Institut Planck untuk Penelitian Batubara di Jerman.

Sarpong menunjukkan bahwa prosesnya enantioselektif tetapi mengakui bahwa itu dibatasi oleh kebutuhan gugus keton aromatik perifer. Namun dia yakin bahwa strategi tersebut merupakan langkah penting menuju pertukaran atom tunggal – salah satu reaksi impian dalam daftar keinginan kimiawan organik. ‘Terutama ketika seseorang mempertimbangkan perantara terbuka cincin di mana atom lain dapat dimasukkan sebagai pengganti heteroatom yang ada di heterosiklik alifatik awal.’

Sarpong juga percaya bahwa reaksi tersebut dapat dikombinasikan dengan pendekatan lain seperti reaksi penghilangan nitrogen yang baru ditemukan. ‘Ini bisa menjadi pukulan 1-2 yang kuat untuk modifikasi inti,’ katanya.

Related Post