Хіміки запропонували спосіб створення складних спіроциклічних структур

Дослідники з Університету Осаки розробили реакцію, що дає змогу вставляти один атом вуглецю у вуглець-вуглецеві сигма-зв’язки та утворювати складні спіроциклічні структури. Роботу опублікував журнал Nature.

Реакція з родієвим каталізатором

Автори застосували родієвий каталізатор для послідовної активації вуглець-вуглецевих зв’язків у біпфеніленових субстратах. Як еквівалент атома вуглецю команда використала N-ізоціаноімінофосфоран, або PINC. У результаті реакції в центрі спіроциклічної структури формуються чотири нові зв’язки між атомами вуглецю.

Спіроциклічні каркаси — це поліциклічні структури, у яких два кільця мають один спільний атом вуглецю. Їхня особливість полягає в ортогональному розташуванні двох молекулярних частин, що створює жорстку тривимірну архітектуру.

Новий підхід до перенесення вуглецю

Раніше методи перенесення атомів вуглецю переважно спиралися на реакційну здатність подвійних або потрійних зв’язків. Контрольоване введення атома вуглецю у сигма-зв’язки між атомами вуглецю залишалося складним завданням.

Запропонована методика дозволила здійснювати як злиття однакових біпфеніленових фрагментів, так і поєднання різних фрагментів у спіроциклічні системи. Автори також поширили підхід на реакції, що поєднують активацію сигма- та пі-зв’язків.

Застосування спіроциклічних каркасів

Такі структурні мотиви використовують у матеріалах для оптоелектроніки й перенесення дірок, у проєктуванні лігандів для координаційних комплексів, а також вони трапляються в численних природних продуктах. Дослідники зазначають, що їхня робота встановлює каталітичну стратегію побудови структурно складних спіроциклічних каркасів через активацію сигма-зв’язків між атомами вуглецю.