Kemister från National University of Singapore (NUS) har utarbetat en strategi som använder kirala nickelkatalysatorer för att underlätta karboniseringen av alkener, vilket genererar högvärdiga enantioberikade alkylboronsyraestrar.
Enantioberikade borsyraestrar är molekyler som ofta används som byggstenar i kemisk syntes för att producera olika organiska föreningar. Flerkomponentstransformationer som producerar dessa organoboronföreningar med hjälp av oädla katalytiska system är mycket eftertraktade men är fortfarande få. Detta beror främst på bristen på en lämplig kiral katalysator som kan skapa dessa borsyraestrar med en hög grad av effektivitet och selektivitet.
En forskargrupp ledd av docent Koh Ming Joo, från Institutionen för kemi, NUS har utvecklat en ny metod som drar fördel av lättillgängliga nickelkatalysatorer som innehåller kirala och steriskt skrymmande ligander som kallas N-heterocykliska karbener (NHC).
Dessa katalysatorer spelar en avgörande roll i reaktionsprocessen genom att föra samman och underlätta föreningen av tre olika komponenter:alkener (molekyler med kol-kol dubbelbindningar), organotriflater och en kommersiellt tillgänglig förening som kallas bis(pinacolato)dibor.
Denna metod är unik eftersom det inte finns något krav på en ytterligare styrgrupp för att styra reaktionen. Reaktionen möjliggör tillgång till funktionaliserade alkylboronater som bär tertiära eller kvartära β-stereocenter med samtidig kontroll av regioselektivitet och enantioselektivitet.
Forskningen var ett samarbete med professor Ma Jun-An och docent Nie Jing från Tianjin University, samt professor Shi Shi-Liang från Shanghai Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences. Deras resultat publicerades i Nature Synthesis .
Prof Koh sa:"Våra studier visar att dessa enantioselektiva nickelkatalyserade transformationer fungerar genom en serie steg som involverar karbonickelering följt av borylering, som skiljer sig från tidigare rapporterade karboboreringsreaktioner."
"Som detaljerat beskrivs i forskningsartikeln, erbjuder denna metod enkel tillgång till uppskattade prekursorer som förenklar syntesen av komplexa bioaktiva molekyler. Vi tror att vårt arbete kommer att underlätta många tillämpningar inom området stereoselektiv organisk syntes," tillade Prof Koh.
Framöver designar forskargruppen aktivt kirala NHC-nickelkatalysatorer för att främja nya klasser av flerkomponentalkenfunktionaliseringsreaktioner som genererar syntetiskt användbara föreningar.
Mer information: Xiaohua Luo et al, Enantioselektiv syntes av multifunktionella alkylboronater via N-heterocyklisk karben-nickel-katalyserad karboborering av alkener, Natursyntes (2024). DOI:10.1038/s44160-024-00492-x
Journalinformation: Natursyntes
Tillhandahålls av National University of Singapore
