Команда химиков из Гонконгского университета науки и технологии (HKUST) под руководством профессоров Сунь Цзяньвэя и Линь Чжэньяна придумала, как быстро и точно собирать сложные молекулы с мостиковыми структурами. Особенно трудно было создавать семичленные циклы — они встречаются во многих природных соединениях и лекарствах, но синтезировать их крайне сложно.

Результаты опубликованы в издании Nature Synthesis.

Раньше для этого использовали [5+2]-циклоприсоединение с участием 3-оксидопирилиевых илидов — реакцию, которая хорошо работает, но не позволяла контролировать стереохимию продукта. Теперь ученые впервые применили каталитический энантиоселективный метод, который не только ускоряет процесс, но и задает нужную пространственную конфигурацию молекулы.

Ключевая проблема была в том, чтобы избежать образования нестабильных структур с двойными связями в мостиковых положениях (так называемые anti-Bredt-соединения). Для этого вместо традиционного ковалентного активирования использовали хиральные фосфорные кислоты (CPA) — катализаторы, разработанные в той же лаборатории. Они выполняют двойную роль: ускоряют ключевую стадию енолизации и обеспечивают энантиоселективность.

Что это дает

• Можно синтезировать сложные карбоциклы, которые встречаются в природных соединениях и лекарствах.
• Метод можно адаптировать для других типов циклоприсоединений, что ускорит создание новых молекул.

Этот подход откроет возможности для быстрого синтеза и модификации полезных соединений, — говорит профессор Сунь.

Этот метод упрощает синтез сложных структур, которые раньше требовали многостадийных процессов или вовсе были недоступны. В перспективе это ускорит разработку:

• новых лекарств — многие природные соединения с мостиковыми циклами обладают биологической активностью;
• катализаторов — хиральные CPA могут найти применение в других реакциях;
• материалов — сложные полициклы используются в органической электронике.

Однако метод пока ограничен специфичными субстратами — 3-оксидопирилиевыми илидами. Неясно, будет ли он работать для менее полярных систем. Кроме того, хиральные CPA дороги в синтезе, что может затруднить масштабирование.

Ранее ученые разработали искусственные молекулы, которые ведут себя как настоящие.