Новый химический механизм упрощает редактирование органических колец

В журнале Science опубликовано исследование, в котором учёные из Южного университета науки и технологий Китая представили новый механизм перестройки молекул — триатропическую перегруппировку. Этот одностадийный процесс позволяет разорвать три сигма-связи углерод-углерод и одновременно образовать две новые сигма-связи и одну пи-связь.

Реакция объединяет возможности перициклических реакций с простой реакцией элиминирования. С помощью органобороновых и цинковых реагентов химики теперь могут эффективно уменьшать шестичленные кольца до пятичленных — преобразование, которое долгое время было сложной задачей для синтетической химии. Команда успешно преобразовала эпоксиды (маленькие трёхчленные циклы) в сложные структуры, такие как циклопентаны.

Изменение числа атомов углерода в кольце кардинально меняет физические и химические свойства молекулы. Хотя существуют другие реакции для сокращения колец (например, перегруппировки Фаворского и Вольфа), они часто сложны в исполнении и не обладают высокой стереоселективностью.

Новый подход, названный стратегией «[4+2-1]», позволяет с высокой точностью редактировать каркасы сложных природных молекул, таких как стероиды и терпеноиды. Механистические исследования и расчёты методом функционала плотности показывают, что этот метод обеспечивает высокую хемо-, регио- и стереоселективность.

Триатропическая перегруппировка даёт химикам новый точный инструмент для сборки и модификации молекул, открывая перспективные пути для ускорения разработки лекарств и создания передовых материалов.