Мир природы содержит огромное количество натуральных продуктов, многие из которых также стали незаменимыми лекарствами для человека. Например, натуральные вещества растительного происхождения, такие как поликетиды и феромоны, обладают значительным потенциалом в качестве противоопухолевых препаратов и антибиотиков. Однако многие из этих фармацевтически активных веществ эффективны только в одной из двух возможных конфигураций, похожих на зеркальное отображение друг друга, и даже могут быть вредными в другой форме.
Чтобы гарантировать производство нужного вещества, химикам-синтетикам, как правило, не остается ничего другого, кроме как быть расточительными: либо путем использования запутанных процессов, либо путем выполнения ряда различных этапов.
Например, они могут синтезировать обе формы соединения, а затем удалить нежелательную, или они могут использовать конкретный, но потенциально дорогой катализатор, чтобы получить только интересующую форму.
Pher G. Андерссон и его команда из Стокгольмского университета, Швеция, обнаружили, что катализатор, состоящий из тяжелого металла иридия и органических фосфорно-азотных звеньев, исключительно хорош для гидрирования симметричных органических соединений.
Последующая реакция не только очень экономична, без образования побочных продуктов, но также особенно важна для синтеза лекарств, поскольку конфигурация, то есть направление продукта, определяется во время гидрирования.
Простые симметричные ненасыщенные связи подходят в качестве предшественников для синтеза поликетидов и природных продуктов на основе феромонов. Иридиевый катализатор команды теперь позволяет целенаправленно гидрогенизировать одну из симметричных углерод-углеродных связей: «Этот метод представляет собой первый пример катализируемой иридием гидрогенизирующей десимметризации диенов», – говорят авторы. Они продемонстрировали, насколько полезным может быть их новый метод с использованием десятков веществ-прекурсоров, которые они преобразовали в желаемые продукты.
Во всех случаях побочные продукты практически не образовывались.
Конфигурация мишени в кислородной группе вблизи ненасыщенной связи была решающей для успеха этого подхода.
Многие феромоны или поликетиды содержат так называемые аллилкарбинолы с таким расположением кислород-углерод, в то время как другие содержат группы азота и называются аллилкарбаминами. Независимо от того, использовался ли иридиевый катализатор на азоте или кислороде, он давал правильную конечную конфигурацию. Еще один распространенный структурный мотив в природных веществах – лактоны. Даже столкнувшись с этой структурой, иридиевый катализатор показал себя хорошо, и исследователи смогли найти простой путь синтеза путем гидрогенизированной десимметризации.
Авторы также использовали новый метод для формального тотального синтеза двух природных веществ: во-первых, зарагозовой кислоты, поликетида, полученного из грибов, и, во-вторых, инвиктолида, муравьиного феромона. Авторы уверены, что из-за высокого уровня селективности и практически полного предпочтения одной конфигурации, обеспечивающей правильное управление продуктом, метод является экономичной и универсальной альтернативой для синтеза многих фармацевтических продуктов.