От случайного открытия к рациональному замыслуВ органической химии часто встречаются удивительные экспериментальные результаты, например когда неожиданно открываются новые свойства соединений или новые химические реакции.
Открытие нового типа реакционной способности, то есть способности химического вещества вступать в реакцию нового типа, может пролить свет на непредвиденные и ранее неизвестные интересные свойства этого вещества. В идеале химик может затем использовать неожиданный результат и информацию для разработки новых преобразований. Явление, при котором ученый может использовать неожиданный результат, часто называют «интуитивной прозорливостью».«Нашим первоначальным, случайным открытием было необычное превращение амидов — химических веществ, которые формально образуются в результате объединения аммиака и карбоновых кислот.
В нашей текущей работе добавление активирующего агента дает реакционноспособный промежуточный продукт, который впоследствии подвергается элегантной перегруппировке. . Во время этой перегруппировки атомная структура молекулы изменяется с атомами, эффективно меняющими свое место в гармоничном порядке, что приводит к совершенно другому продукту. Мы воспользовались знаниями, полученными в ходе этой реакции, для разработки нынешнего окислительно-восстановительного потенциала, катализируемого кислотой. — Арилирование.
Другими словами, информация, полученная в ходе изучения этой неожиданной трансформации, позволила нам разработать новые полезные трансформации », — говорит Нуно Маулиде, с октября 2013 года профессор органического синтеза Венского университета. Маулид опубликовал это оригинальное открытие в 2010 году в журнале Angewandte Chemie.Новинка: нужен только катализатор, без дополнительных реагентов.В большинстве органических химических реакций происходит модификация стадии окисления реагентов.
Окисление увеличивает степень окисления, тогда как восстановление снижает эту степень окисления. Оба типа реакций требуют добавления внешнего реагента, окислителя или восстановителя. В новом семействе так называемых «окислительно-восстановительных нейтралов» обе стадии — окисление и восстановление — происходят одновременно и одновременно с желаемым преобразованием.
Это делает ненужными дополнительные реагенты. «Для арилирования, которое мы только что разработали, требуется только катализатор; никаких других реагентов не требуется», — объясняет Ланги Се, соавтор текущей публикации и постдок в очень международной группе Нуно Маулиде из Венского университета.Устойчивость: атомы не тратятся впустуюНовые методы синтеза арилированных карбонильных производных представляют значительный интерес для научного сообщества — не в последнюю очередь из-за очень важной биологической активности α -арилированных карбонилов и их возможного применения в качестве лекарственных средств.
До сих пор в большинстве методов, используемых для их получения, использовались реакции, катализируемые переходными металлами, с использованием реагентов на основе тяжелых металлов. Это имеет неизбежные недостатки, такие как загрязнение продукта, высокая стоимость катализатора и трудоемкие и трудоемкие условия реакции. «Новое преобразование, которое мы разработали, не требует металлов и относится к группе« атомно-экономических реакций ». Такие преобразования примечательны тем, что все атомы реагентов выражены в конечных продуктах; таким образом, во время процесс », — заключает химик Нуно Маулиде.