Bemerkenswerte Fortschritte auf dem Gebiet der enantioselektiven Katalyse wurden durch die Untersuchung der einzigartigen Eigenschaften von Pyrrolidinylgold(I)-Komplexen erzielt.
Forscher der Prof. Echavarren-Gruppe am Institut für chemische Forschung Kataloniens (ICIQ-CERCA) haben in Zusammenarbeit mit Dr. Maria Besora vom URV in Tarragona veröffentlicht in JACS Au ihre bahnbrechende Studie, die eine Kombination aus Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie (DFT) und der neu entwickelten NEST-App verwendet.
Die Ergebnisse ebnen den Weg für ein besseres Verständnis elektronischer und sterischer Effekte und beschleunigen die Entwicklung neuer chiraler Liganden für enantioselektive Reaktionen.
Aufbauend auf dem Erfolg ihrer früheren Arbeit mit chiralen Gold(I)-Katalysatoren konzentrierte sich das Forschungsteam auf die Untersuchung der Auswirkungen struktureller Modifikationen auf elektronische und sterische Effekte der Liganden. Zu diesem Zweck synthetisierten sie mehr als 20 neue Gold(I)-Komplexe und bewerteten ihre Leistung in zwei Schlüsselreaktionen: der enantioselektiven Formalreaktion [4+2] Cycloaddition von Arylalkinen mit Alkenen und die atropselektive Synthese von 2-Arylindolen durch Cyclisierung von Sulfonamidyldiarylacetylenen.
Bemerkenswerterweise zeigten die neuen Katalysatoren hervorragende Enantioselektivitäten, was das Potenzial des Pyrrolidinylgold(I)-Komplexgerüsts unterstreicht.
NEST-Tool. Bildnachweis: ICIQ
Die von Dr. Imma Escofet in der Gruppe von Prof. Echavarren in Zusammenarbeit mit Dr. Besora durchgeführte Rechenarbeit war entscheidend für die Entwicklung eines hochmodernen Open-Source-Tools namens NEST App. Diese innovative Software berechnet das von den Atomen eines Moleküls in einem definierten kapselförmigen Bereich eingenommene Volumen und ermöglicht so die detaillierte Untersuchung sterischer Effekte innerhalb der Bindungstaschen von Gold(I)-Katalysatoren.
Die von der NEST-App generierten Daten lieferten wertvolle Erkenntnisse und erleichterten die Vorhersage experimenteller Enantioselektivitäten und zeigten eine angemessene Übereinstimmung mit den tatsächlichen experimentellen Ergebnissen. Dieses neue Tool beschleunigt den Prozess der Entwicklung neuer chiraler Liganden und verkürzt die für die Optimierung erforderliche Zeit erheblich.
Die vom Team in Tarragona durchgeführte Studie erweitert nicht nur unser grundlegendes Verständnis der enantioselektiven Katalyse mit Pyrrolidinylgold(I)-Komplexen, sondern schafft auch eine leistungsstarke Plattform für die zukünftige Entwicklung hocheffizienter und selektiver Katalysatoren. Diese Erkenntnisse bergen ein enormes Potenzial, das Fachgebiet zu revolutionieren und transformative Fortschritte bei der Synthese komplexer chiraler Moleküle voranzutreiben.
Mehr Informationen:
Giuseppe Zuccarello et al., Enantioselektive Katalyse mit Pyrrolidinyl-Gold(I)-Komplexen: DFT- und NEST-Analyse der chiralen Bindungstasche, JACS Au (2023). DOI: 10.1021/jacsau.3c00159