Isopren används som en prekursor för att producera terpener och terpenoider. Den direkta katalytiska omvandlingen av isopren till terpenoider är dock utmanande.

Nyligen realiserade ett forskarlag under ledning av professor Chen Qing'an från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) nickelkatalyserad asymmetrisk heteroarylativ cyklotelomerisering av isopren för att få tillgång till en serie onaturliga kirala monoterpenoider som bär ett kvartärt kolstereocenter.

Denna studie publicerades i Nature Catalysis den 18 augusti.

Terpenoider finns i nästan alla levande organismer och fungerar fysiologiskt. I naturen biosyntetiseras terpenoider under enzymatisk katalys och oxideras ofta ytterligare och omarrangeras för att generera andra monoterpenoider. Men att skapa ytterligare ett monoterpenskelett med ett artificiellt katalytiskt system är fortfarande utmanande.

"I detta arbete har vi utvecklat ett mer effektivt och enkelt katalytiskt system för att realisera mångfaldskonstruktionen av terpenoider", säger professor Chen.

Forskarna skapade ett onaturligt monoterpenskelett som utförde kaskadisoprendimerisering/CH-funktionalisering, vilket ledde till heteroarylativ telomerisering av isopren. De använde nickelkatalys för att ta itu med utmaningarna i samtidig kontroll av kemo-, regio- och enantioselektiviteten.

Genom att studera den preliminära mekanismen fann de att denna reaktion fortskred genom en enantioselektiv dimerisering av isopren och efterföljande CH-alkylering av heterocykler.

"Vår studie gav inte bara en effektiv enantioselektiv omvandling av bulkkemisk isopren, utan bidrog också till att skapa ytterligare ett onaturligt monoterpenramverk med olika biologiska aktiviteter", säger professor Chen. + Utforska vidare

Ortogonal regleringsstrategi erbjuder nya möjligheter för uppbyggnad av molekylär komplexitet