Представляем последние химические реакции Click Reactions | исследовать

Набор инструментов Click Chemistry содержит новую технологию: обмен фторидом фосфора (PFEx). Эта реакция позволяет ученым легко создавать продукты, связанные с кислородом и азотом, из центрального фосфорного узла.

Вдохновленные склонностью природы к фосфатным соединениям, американские химики Джон Мозес Лаборатория Колд-Спринг-Харбор в Нью-Йорке и двукратный лауреат Нобелевской премии Барри Шарплесс Исследовательский институт Скриппса в Ла-Хойя, Калифорния, воспроизвел свою предыдущую инновацию в обмене фторида серы (SuFEx) с фосфором. «Осталось всего один шаг, и мир стал другим», — говорит Шарплесс. «Все получилось лучше, чем мы могли себе представить», — добавляет Мусса.

Click Chemistry — это то, за что Шарплесс получил вторую Нобелевскую премию по химии. Он характеризуется использованием набора надежных, высокопроизводительных чистых реакций, таких как катализируемое медью азид-алкеновое циклоприсоединение, для объединения небольших стандартных химических единиц. Фосфатные связи широко распространены в биомолекулах, выступая в качестве проводников в ДНК, РНК и АТФ, но современные технологии синтеза фосфорных связей обычно используют нуклеофильный обмен из электрофилов, содержащих P-Cl, которые подвержены избыточному замещению и деградации.

Вместо этого реакции PFEx выигрывают от улучшенного профиля реакции, обеспечиваемого более короткой длиной и более высокой стабильностью связей PF на связях P-Cl. Молекулы, содержащие несколько связей PF, подвергаются каталитическому обмену основаниями Льюиса с афферентными ариловыми спиртами, алкиловыми спиртами и нуклеофиламиновыми катализаторами. Таким образом, тетраэдрическое фосфорное ядро ​​селективно, последовательно и быстро украшается PO- и PN-связанными функциональными группами.

«Хаб» объясняет основную концепцию химии щелчков: получение точки входа в контролируемую реакцию атома или молекулы. Хан ЗуилхоффОн химик-органик из Вагенингенского университета в Нидерландах. В случае с фосфором использование связи PF дает такой контроль… она укрощает атом фосфора, как хороший жокей. [tames] Лошадь, которая быстра и может прыгать.

Важно отметить, что PFEx выполняется в благоприятных условиях и работает ортогонально по отношению к другим реакциям на щелчки, что позволяет новой технике гармонично работать вместе с фиксированными реакциями, которые Мозес и Шарплесс называют «почти оптимальными».

«Возможность синтезировать различные соединения PF, помимо демонстрации их реакционной способности, имеет огромный потенциал для расширения химии кликов в синтезе», — говорит он. Николас Пол, химик-синтетик из колледжа Помона в Калифорнии, США. Следуя по стопам SuFEx, [Sharpless and Moses] Нас подстегивало наше воображение и любопытство относительно того, что мы могли бы сделать с соединениями фосфора.

Исследователи считают, что высокая скорость химических реакций со щелчком может сократить время, затрачиваемое исследователями на синтез, что позволит им больше сосредоточиться на проверке молекул на токсичность и функцию. «Если мы будем делать это по принципу «химия-щелчок», химии практически не будет», — говорит Шарплесс. «В мире кунг-фу скорость определяет победителя», — добавляет он, ссылаясь на строчку из фильма. Кунг-фу Хастл.

Исследователи надеются, что большее разнообразие молекул, на которые нажимают, приведет к открытиям, в том числе к новым биологически активным молекулам. PF Chemistry имеет историю биологической активности: [these compounds] Они использовались в качестве нервно-паралитических агентов. Это означает, что мы знаем, что у них есть биологическая функция, и сначала это должно нас пугать, но позже мы должны увидеть в этом пользу, говорит Мозес. Sharpless не сосредотачивается на молекулах, которые может иметь PFEx, а скорее на эффектах, которые они могут иметь: «Это не просто молекула или фермент». Это работа, которую мы ищем.