Было установлено, что сложные эфиры действуют как новый и чистый партнер для связывания углерод-углерод, образующий реакцию перекрестного связывания для получения полезных соединений для фармацевтических препаратов, агрохимикатов и органических материалов.В новом совместном исследовании, опубликованном в Интернете в Nature Communications, синтетические и теоретические химики из Института трансформирующих биомолекул (ITbM), Университета Нагои и Центра селективной функционализации CH (NSF-CCHF) при Университете Эмори показали, что относительно недорогой никелевый катализатор запускает декарбонилированное перекрестное связывание между ароматическими сложными эфирами и бороновыми кислотами.Эта реакция кросс-сочетания, известная как реакция кросс-сочетания Сузуки-Мияуры, является чрезвычайно мощной стратегией для синтеза ряда важных органических соединений в промышленных масштабах, что привело к Нобелевской премии по химии в 2010 году. Скрещивание Сузуки-Мияуры -реакция связывания обычно катализируется палладиевым катализатором для связывания бороновых кислот с органическими галогенидами.
Однако, хотя эта реакция является очень мощной, эти партнеры по реакции могут образовывать коррозионные побочные продукты. Следовательно, многие группы работали над разработкой альтернативных партнеров по сцеплению.Исследователи из ITbM и CCHF продемонстрировали, что легко доступные сложные эфиры можно использовать для создания полезных перекрестно-связанных продуктов, включая производные метаболитов растений и лекарства для лечения гипертонии, телмисартана.
Сложные эфиры — это карбонильные соединения, содержащиеся в жирах и маслах, которые известны своим характерным запахом, например, в бананах и ананасах, что делает их популярным ингредиентом в парфюмерии. Из-за их высокой коммерческой и синтетической доступности использование сложных эфиров для сочетания с бороновыми кислотами в кросс-сочетании Сузуки-Мияура значительно расширяет объем доступных субстратов для реакции.«Из-за его низкой стоимости и нашего обширного опыта мы решили использовать никель в качестве катализатора для развития реакции перекрестного сочетания декарбонилирования со сложными эфирами», — говорит Кеничиро Итами, директор центра и профессор ITbM. «Путем проверки различных условий мы были рады обнаружить, что каталитическое количество ацетата никеля вместе с карбонатом натрия в качестве основания эффективно для реакции кросс-сочетания ароматических сложных эфиров с бороновыми кислотами, чтобы получить желаемые продукты декарбонилирования в хорошем состоянии. урожай."Ацетат никеля примерно в 300 раз дешевле, чем ацетат палладия, и доказал свою активность при перекрестном связывании в граммах между ароматическими сложными эфирами и бороновыми кислотами.
Кроме того, ряд субстратов ароматического сложного эфира был совместим в реакции, и никаких побочных продуктов карбонилирующего сочетания не наблюдалось.Эта хемоселективная реакция кросс-сочетания также оказалась применимой к синтезу флавона и его производных, а также была использована для функционализации производного фенилового эфира телмисартана, молекулы лекарственного средства с относительно сложной структурой.Теоретические расчеты, проведенные профессором Джамаладдином Мусаевым из Университета Эмори, предоставили ценную информацию о механизме декарбонилирующей реакции кросс-сочетания между ароматическими сложными эфирами и бороновыми кислотами.
Роль основания и порядок стадий реакции были определены расчетами по теории функционала плотности, что указывает на то, что стадия декарбонилирования происходит после трансметаллирования, которое ускоряется присутствием основания.«Это прекрасная работа на рубеже органических преобразований, которая устанавливает новую, относительно недорогую и экологически безопасную синтетическую стратегию образования углерод-углеродных связей. Сопутствующие вычислительные усилия позволили выявить ключевые механистические детали этой новой реакции.
Я благодарен профессору Itami и всю команду ITbM за предоставленную нам возможность внести свой вклад в этот новый исследовательский проект. Эта работа является частью нашего продолжающегося, очень приятного и продуктивного сотрудничества, и мы благодарим ITbM (Университет Нагоя) и NSF-CCHF (Университет Эмори) , а также MEXT, JSPS (Япония) и NSF (США) за их поддержку наших далеко идущих международных совместных усилий », — говорит Мусаев.«Нам очень повезло работать с профессором Мусаевым, чтобы изучить механизм этой необычной реакции перекрестного связывания с декарбонилированием», — говорит Итами. «Это, очевидно, является результатом тесного сотрудничества между ITbM и CCHF. Мы продолжим работать вместе, чтобы провести дальнейшую оптимизацию реакционной системы, чтобы расширить ее возможности, включая алифатические сложные эфиры».
Итами и его коллеги предполагают, что постоянные достижения в этом методе реакции могут привести к разработке новых промышленных процессов для получения биологически и структурно активных соединений.
