Scripps Research kimyagerleri, C-H aktivasyonu olarak adlandırılan güçlü bir molekül oluşturma yöntemini alkoller olarak bilinen kimyasal sınıfa taşıdı.
Nature dergisinde 6 Eylül 2023 tarihinde yayınlanan sentetik kimya çalışması, ilaç yapımında kullanılan diğer üç ana organik molekül sınıfı olan aminler, asitler ve ketonlar için C-H aktivasyon tekniklerinin geliştirilmesini takip ediyor.
Kimyagerlere, alkol kimyasal sınıfını kullanarak ilaç ve diğer değerli bileşikleri üretmek için çok yönlü yeni bir araç seti sunuyor; dahası, temelindeki yenilikler C-H aktivasyonlarına yeni bir yaklaşım öneriyor.
Scripps Research‘te Frank ve Bertha Hupp Kimya Profesörü ve Bristol Myers Squibb Kimya Kürsüsü Başkanı olan çalışmanın kıdemli yazarı Jin-Quan Yu, “Bu stratejinin, tarihsel olarak erişilmesi zor olanlar da dahil olmak üzere, alkolleri yararlı moleküllere ve bileşiklere dönüştürmek için geniş çapta uygulanabilir olacağını tahmin ediyoruz” dedi.
Çalışmanın eş yazarları, post-doktroa araştırma görevlisi Daniel Strassfeld ve her ikisi de Yu laboratuvarının üyesi olan yüksek lisans öğrencisi Chia-Yu Chen’dir.
İlaç ve diğer kimyasal ürünlerin üretiminde kullanılan organik moleküller genellikle karbon atomlarından oluşan bir omurgaya sahiptir ve bu omurgaya çoğunlukla hidrojen atomları olmak üzere çeşitli diğer atomlar bağlanır. C-H aktivasyonu, bu hidrojen atomlarından birinin çıkarılmasını içerir, böylece istenen kimyasal özellik kazandıran daha karmaşık bir atom grubu ile değiştirilebilir.
Geçtiğimiz yirmi yıl boyunca Yu ve laboratuvarı, moleküller üzerinde hassas bir şekilde kontrol edilen bölgelerde C-H aktivasyonu için birçok yenilikçi teknik geliştirdi. Tipik olarak, bu yöntemler ligand olarak bilinen küçük, özel olarak tasarlanmış molekülleri kullanır. Ligandlar, başlangıç molekülünün geometrisinden yararlanarak “katalizör” olarak bilinen paladyum elementinin CH bağlarını koparan bir atomunu istenen bölgeye yönlendirir.
Bu yaklaşım diğer majör molekül sınıflarında başarılı olsa da, hidroksil grubu olarak adlandırılan bir oksijen-hidrojen atomu kümesine bağlı bir karbon içeren alkoller büyük bir zorluk teşkil etmiştir.
Yu, “Genel olarak, alkoller paladyum katalizörüne C-H bölünmesinin ilerlemesi için yeterince iyi bağlanmıyor” diyor.
O ve ekibi, alkolün hidroksil grubuyla zayıf bir bağ kurabilen nitrojen, oksijen veya sülfür atomları içeren ligandlar tasarlayarak bu sorunun üstesinden geldi. Bu zayıf bağ, alkol ve paladyum katalizörü arasındaki bağlanmayı güçlendiriyor.
Bu tasarımın zorluklarından biri, nitrojen, oksijen ve sülfür atomlarının da paladyuma güçlü bir şekilde bağlanabilmesi ve bunun da ligand işlevlerini bozabilmesidir. Bu istenmeyen etkileşimden kaçınmak için ekip, bu atomları ligand yapısı içinde hassas mesafe ve geometriyle konumlandırdı.
Ekip, yeni alkol C-H aktivasyonu araç setini, nispeten basit çeşitli alkolleri, ilaç yapımında “ara” bileşikler olarak yararlı olması gereken ancak şimdiye kadar erişilmesi zor olan moleküllere dönüştürerek gösterdi.
Yu, ligand ve başlangıç molekülü arasında nispeten zayıf etkileşimler kullanan yeni yöntemin, doğadaki enzimler tarafından yaygın olarak kullanılan zayıf etkileşimlerle karşılaştırılabilir olduğunu belirtiyor.
“Bu, başka türlü imkansız reaksiyonlara ulaşmak için zayıf etkileşimleri kullanmanın bir başka önemli örneğidir” dedi. [1]Chemists devise a method for C-H activation of alcohols
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | Chemists devise a method for C-H activation of alcohols |
|---|
