Новости химической науки > Витамин облегчает E/Z изомеризацию

Внимательно заглянув в глаза, точнее – в химические вещества, которые помогают нам видеть, исследователи из Германии разработали дешевый и простой способ для получения труднодоступных, но при этом полезных органических соединений.

Химики из Мюнстера использовали рибофлавин (витамин B2) для катализа перехода некоторых алкенов в менее выгодную термодинамически и, следовательно, более сложную в плане синтеза Z-конфигурацию. Райан Гилмор (Ryan Gilmour) и Ян Меттерних (Jan Metternich) продемонстрировали, что активируемая ультрафиолетом изомеризация работает для α,β-ненасыщенных карбонильных соединений, интермедиатов для создания лекарственных препаратов или веществ для агрохимии. Гилмор надеется, что разработанный ими подход может быть реализован и за счет применения дешевых альтернатив рибофлавина.

Открытие Гилмора и Меттерниха основано на роли рибофлабина в катализе структурных изменений молекулы ретиналя. Превращение Z-изомера ретиналя в E-изомер способствует тому, что наши глаза могут детектировать излучение. Гилмор решил более внимательно изучить этот процесс в надежде разработать недорогой органический катализатор для E/Z-изомеризации, так как в настоящий момент существует крайне незначительное количество синтетических методов, позволяющих получать непредельные соединения с Z-конфигурацией. Основываясь на том, что в 1967 году изучение биохимии зрения позволило сделать вывод о том, что рибофлавин помогает ретиналю вернуться в Z-конфигурацию, Гилмор рекомендовал Меттеринху использовать ретиналь в синтезе.

В присутствии рибофлавина эффективность возбуждения ультрафиолетом Z-изомеров понижается, что позволяет осуществлять селективную конверсию. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2015, DOI: 10.1021/jacs.5b07136)

Исследователи из Мюнстера изучили α,β-ненасыщенные карбонильные соединения, которые структурно похожи на ретиналь. Гилмор поясняет, что исходная идея заключалась в том, что исходный субстрат должен быть плоским и обладать сопряженной электронной системой, а продукт реакции должен быть слегка искажен из-за напряжения. Исследователи предположили, что если Z-изомеры искажены, то они могут получать меньше энергии света от рибофлавина – таким образом могли бы быть созданы условия, в которых Z-изомер не изомеризовался бы в Е-изомер. Эксперименты подтвердили эту идею.

Реакцию относительно легко проводить на практике из-за умеренной растворимости рибофлавина. Конверсию можно осуществлять, растворяя алкен, добавляя рибофлавин, облучая полученную реакционную смесь ультрафиолетом, удаляя рибофлавин фильтрованием с последующим упариванием растворителя. Гилмор отмечает, что реакцию уже высоко оценивают люди, использующие α,β-ненасыщенные карбонильные соединения для реакций сочетания, катализируемых соединениями палладия.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2015, DOI: 10.1021/jacs.5b07136

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #органическая химия