Approcci alla diversificazione della piperidina. (A) Funzionalizzazione periferica e rimodellamento scheletrico. (B) Esempi selezionati di contrazioni ad anello su strutture piperidine. (C) Rapporto seminale sull'insolita contrazione dell'anello THIQ di Seebach e colleghi (20). (D) Contrazione dei carboidrati riportata da Suárez e collaboratori (21). (E) Approccio di tipo II norvegese alla modifica della struttura scheletrica della piperidina (questo lavoro). Credito: Scienza (2021). DOI:10.1126/science.abi7183
Un team di chimici dell'Università della California, Berkeley, lavorando con un gruppo di Merck &Co. Inc. ha sviluppato una reazione che può essere utilizzata per rimuovere un singolo zolfo, atomo di azoto o ossigeno da un anello a sei membri utilizzando solo una luce blu. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza il gruppo descrive la loro reazione e possibili usi per esso in varie applicazioni.
Negli ultimi anni, i chimici hanno trovato il modo di manipolare gli anelli di carbonio utilizzati per creare una serie di prodotti farmaceutici e agrochimici, ma la maggior parte sono complessi e difficili da condurre. In genere comportano anche l'utilizzo di molta energia. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo per rompere il C–S, legami C–O e C–N in anelli eterociclici saturi per rimuovere un atomo, usando solo una luce blu, in seguito, l'anello si richiude, con un atomo in meno.
Per eseguire una reazione, i ricercatori prima espongono un gruppo chetone aromatico (che è collegato a un eterociclo) a una luce LED blu. Questo scatena una reazione norvegese, in cui viene scisso un legame carbonio-eteroatomo, con conseguente apertura dell'anello e l'espulsione di un atomo. Funziona perché si traduce nella creazione di un nucleo radicale. La seconda parte della reazione prevede la chiusura dell'anello, quale, la squadra nota, comporta una procedura simile a una reazione di Mannich. Notano che affinché la reazione funzioni, la lunghezza d'onda della luce doveva corrispondere esattamente al carbonile nel materiale di partenza. Notano anche che nessun atomo è stato rimosso dalla molecola, né ne fu aggiunta alcuna:la struttura fu semplicemente riorganizzata in modo da lasciare un anello a cinque membri.
I ricercatori osservano che, nonostante la sua semplicità, la reazione è un punto di svolta per manipolare gli elementi costitutivi della chimica medicinale. Notano anche che la reazione potrebbe probabilmente essere usata in combinazione con altre reazioni, offrendo una reazione di 1-2 colpi per apportare più di una modifica alla volta. Hanno dimostrato l'efficacia della loro reazione usandola per modificare più farmaci noti, come meflochina e rimiterolo. Hanno anche notato che il loro nuovo obiettivo è trovare un modo per aggiungere un chetone aromatico a un eterociclo saturo.
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