今年、化学者が化合物を合成した3つのエキサイティングな方法
ベサニー・ハルフォード
進化した酵素がビアリール結合を構築
酵素触媒によるビアリールカップリングを示す図。
化学者は、単結合で互いにつながったアリール基を特徴とするビアリール分子を、キラル配位子、材料構成要素、および医薬品として使用している。しかし、鈴木カップリングや根岸カップリングなどの金属触媒反応でビアリールモチーフを作るには、通常、カップリングパートナーを作るために複数の合成ステップが必要である。さらに、これらの金属触媒反応は、かさ高いビアリールを作るときにはうまくいかない。酵素の反応触媒能力にヒントを得て、ミシガン大学のアリソン・RH・ナラヤン率いるチームは、指向性進化を利用して、芳香族炭素-水素結合の酸化カップリングによりビアリール分子を作るシトクロムP450酵素を作った。この酵素は芳香族分子をくっつけて、回転が妨げられた結合の周りに1つの立体異性体を作る（図示）。研究者たちは、この生体触媒アプローチがビアリール結合を作るための基本的な変換になる可能性があると考えています (Nature 2022、DOI: 10.1038/s41586-021-04365-7)。
少量の塩を使った第三級アミンのレシピ
この図は、第二級アミンから第三級アミンを生成する反応を示しています。
電子を多く必要とする金属触媒と電子を多く含むアミンを混合すると、通常は触媒が破壊されるため、金属試薬を用いて第二級アミンから第三級アミンを合成することはできません。イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のM・クリスティーナ・ホワイト氏らは、反応物に塩味を加えることでこの問題を回避できることに気付きました。第二級アミンをアンモニウム塩に変換することで、これらの化合物を末端オレフィン、酸化剤、パラジウムスルホキシド触媒と反応させ、様々な官能基を持つ無数の第三級アミンを合成できることを発見しました（例）。化学者らは、この反応を利用して抗精神病薬のエビリファイとセマップを製造し、抗うつ薬プロザックなどの既存の第二級アミン薬を第三級アミンに変換し、化学者が既存の薬から新しい薬を作ることができることを実証した（Science 2022、DOI：10.1126/science.abn8382）。
アザアレーンは炭素収縮を起こした
この図は、キノリン N-オキシドが N-アシルインドールに変換される様子を示しています。
今年、化学者たちは複雑な分子の核に変化をもたらす反応である分子編集のレパートリーを拡大しました。例えば、研究者たちは光と酸を用いてキノリンN-オキシド中の6員環アザアレーンから1つの炭素を切り取り、5員環を持つN-アシルインドールを生成する変換反応を開発しました（例を表示）。シカゴ大学のマーク・D・レビン氏のグループの化学者によって開発されたこの反応は、複数の波長の光を発する水銀ランプを用いた反応に基づいています。レビン氏らは、390nmの光を発する発光ダイオードを使用することで、より優れた制御が可能になり、キノリンN-オキシドにこの反応を一般化できることを発見しました。この新しい反応は、分子メーカーに複雑な化合物の核を改造する方法を提供し、薬物候補のライブラリーを拡大したいと考えている医薬品化学者に役立つ可能性があります（Science 2022、DOI：10.1126/science.abo4282）。
投稿日時: 2022年12月19日