Ein Team von Wissenschaftlern der University of Ottawa hat eine innovative Technik zur Herstellung komplexer chemischer Strukturen aus leicht zugänglichen Substraten entwickelt, die es zu einer der einfachsten und praktischsten Methoden zur Umwandlung von Alkoholen in ihre arylierten Äquivalente macht.
Diese innovative Methode zur Durchführung der Reaktion, nämlich die desoxygenative Suzuki-Miyaura-Arylierung von aliphatischen Alkoholen, verwendet zwei unterschiedliche Metallkatalysatoren. Ihre Reaktion läuft unter milden Reaktionsbedingungen mit minimalen Abfallprodukten ab und wird voraussichtlich einen signifikanten Einfluss auf die Bildung neuer Moleküle haben. Dadurch wird es zu Fortschritten in der pharmazeutischen, agrochemischen und verwandten Industrie beitragen.
Die Studie ist erschienen in Natursynthese.
Diese Forschung wurde im Newman Lab der University of Ottawa unter der Leitung von Professor Stephen G. Newman durchgeführt, einem außerordentlichen Professor für Chemie und Biomolekularwissenschaften an der Fakultät für Naturwissenschaften, der einen kanadischen Tier-2-Forschungslehrstuhl für nachhaltige Katalyse innehat. Der Hauptautor der Studie war Adam Cook, ein Ph.D. im fünften Jahr. Kandidat, und der zweite Autor war Piers St. Onge, ein Ph.D. im dritten Jahr. Kandidat.
„Die chemische Reaktion, die wir unter umfassender Nutzung der Hochdurchsatzlabors im Center for Catalysis Research and Innovation von uOttawa entwickelt haben, beseitigt frühere Einschränkungen bei Suzuki-Miyaura-Arylierungen, indem sie eine überraschend einfache Methode bietet, um die direkte Derivatisierung eines breiten Spektrums zu erreichen von leicht zugänglichen Alkoholen“, erklärt Cook.
„Durch die Verwendung dieser Moleküle als Ausgangsmaterialien anstelle etablierter Organohalogenide erzeugt diese Methode Wasser als Abfallprodukt anstelle von Metallhalogenidsalzen. Diese Reaktion bietet nicht nur eine effektive Methode zur Erzeugung komplexer, medizinisch relevanter Strukturen aus zugänglichen Materialien, sondern auch trägt zu grundlegenden Entwicklungen bei, wie chemische Rohstoffe durch Katalyse direkt in wichtige Materialien umgewandelt werden können“,
Gegenwärtige Methoden für die Suzuki-Miyaura-Arylierung, eine der weltweit am häufigsten verwendeten chemischen Reaktionen, erfordern mehrere Syntheseschritte, um die erforderlichen Ausgangsmaterialien zu erhalten.
Durch die Entwicklung einer Methode, die es ermöglicht, natürlich reichlich vorhandene Alkohole direkt bei diesen Umwandlungen zu verwenden, „eliminieren wir die Notwendigkeit für diese verschwenderischen und zeitaufwändigen Syntheseschritte und rationalisieren dadurch den Prozess der Umwandlung natürlich reichlich vorhandener Substanzen in Produkte mit Mehrwert konnten durch Kreuzkupplungsreaktionen über einen SN1-artigen Weg eine einzigartige mechanistische Hypothese auf dem Weg zu diesem Ziel verfolgen“, sagt Cook.
Dies ist ein bisher wenig erforschtes Thema in der synthetischen Chemie und das Forscherteam hofft, dass ihre Arbeit allen Wissenschaftlern als wertvolle Inspiration dienen wird. „Ganz gleich, wie ‚abwegig‘ Ihre Hypothese auch sein mag, Hochdurchsatz-Experimente können Ihnen dabei helfen, schnell und umfassend zu Schlussfolgerungen zu gelangen“, sagt Cook.
Durch die Nutzung der Leistungsfähigkeit dieser neuen Technik können Wissenschaftler nun eine breite Palette arylierter Alkohole mit größerer Effizienz und Präzision als je zuvor herstellen.
Mehr Informationen:
Adam Cook et al, Desoxygenative Suzuki-Miyaura-Arylierung von tertiären Alkoholen durch Silylether, Natursynthese (2023). DOI: 10.1038/s44160-023-00275-w