Vi utvecklade en effektiv metod för diastereoselektiv syntes av CF3-substituerade spiroisokromaner via C(sp3)¬-H bindningsfunktionalisering som involverar sekventiella transformationer ([1, 5] -hydridförskjutning/cyklisering/eliminering av MeOH/intramolekylär Friedel-Crafts-reaktion). Den framträdande egenskapen hos denna reaktion är att diastereoselektiviteten påverkades av den subtila strukturella skillnaden mellan utgångsmaterialen. Denna metod gav de stereokemiskt definierade CF3-substituerade spiroisokromanerna, som annars är svår att syntetisera med den konventionella metoden, och lyfta fram den interna redoxreaktionens höga syntetiska potential. Kredit:Figuren anpassad med tillstånd från Org. Lett. 2019, 21, 2383? 2387. © 2019 AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
Japanska forskare har - för första gången - utvecklat ett effektivt sätt att göra organiska molekyler som hittills varit svåra att syntetisera på grund av deras övergripande skrymmande struktur och allmänna instabilitet.
Genom att utforma en noggrant planerad sekvens av syntessteg, forskarna kunde effektivt skapa invecklade molekyler som har flera praktiska egenskaper. Potentiella tillämpningar inkluderar verktygsföreningar för biomedicinska studier och för att fungera som byggnadsställningar för design av terapeutiska medel med nya former för materialdesign, specifikt vid skapandet av färgämnen och elektroniskt aktiva material
Forskningsresultaten publicerades i Organiska bokstäver i mars 2019.
Att designa komplexa organiska molekyler som kan användas i ett brett spektrum av tillämpningar är inte alltid enkelt. Ofta, dessa molekyler är komplexa, vilket betyder att de är en kombination av flera cykliska strukturer som alla är bundna till en atom. Även om det är vackert, deras syntes är svår av flera anledningar. Deras skrymmande gör dem energimässigt ogynnsamma – eller instabila – vilket betyder att de är svåra att syntetisera.
Å andra sidan, om de så småningom syntetiseras, det finns inte tillräckligt med förening för att vara användbar för någon efterföljande applikation. Ett exempel på sådana komplexa molekyler är de som involverar flera cykliska strukturer som är bundna till kol-väteatomer i den. Tidigare metoder har inte bara förlitat sig på flera reaktionssteg utan har resulterat i mycket litet föreningsutbyte.
Nu, Keiji Mori, Ph.D., Docent vid institutionen för tillämpad kemi, Civilingenjör, Tokyo University of Agriculture and Technology, Japan och hans team har kommit på en enkel metod som övervinner bristerna i tidigare syntessekvenser.
Forskarna fokuserade på kol-vätebindningen inom sitt startsteg och fortsatte med en serie bindningsutgåvor som involverade sekventiella transformationer av molekylen. Efter att ha uppnått de önskade cykliska konformationerna, forskarna introducerade några fler kol-väte-grupper för att erhålla en ultimat molekyl med den energimässigt föredragna konformationen. "Det är viktigt att notera att även den enklaste idén kan leda till en viktig syntetisk metod. Längs dessa linjer, subtila skillnader i substratet kan dramatiskt förändra reaktionsmekanismen, " tillägger Mori.
Forskarna hoppas att denna nya syntes kommer att ge tillgång till en mängd användbara molekyler i framtiden. "Syntesen av föreningar vars molekylära struktur är sammansatt av flera typer av cirkulära strukturer har varit svår att uppnå med konventionella metoder. Som sådan, det slutliga målet med projektet är syntesen av olika spiro (eller vridna) föreningar som har en mängd olika atomer, "Mori tillägger. Dessa nya molekyler kan avsevärt förbättra både medicinska och materialvetenskaper.
Detta arbete stöddes delvis av en Grant-in-Aid for Scientific Research från Japan Society for the Promotion of Science, och genom bidrag från The Uehara Memorial Foundation och The Naito Foundation.
