Łatwiejsze tworzenie wiązań chemicznych
Większość związków organicznych zawiera cząsteczki, w których atomy węgla związane są z atomami wodoru. Te wiązania C-H są wysoce niereaktywne i trudne do przerwania, co utrudnia tworzenie nowych wiązań podczas wytwarzania związków organicznych. W ramach projektu DASCA (Direct alkylation of saturated cyclic amines via catalytic C-H functionalization), finansowanego ze środków UE, opracowano metodę umożliwiającą bezpośrednie przekształcanie wiązań C-H w wiązania węgiel-węgiel (C-C). Wiązania te są szczególnie ważne dla wytwarzania przydatnych chemikaliów, na przykład w lekach czy tworzywach sztucznych. Zastępowanie atomów wodoru w wiązaniach C-H innym atomem węgla (lub innym atomem) było do niedawna żmudnym procesem, obejmującym wiele etapów. W projekcie DASCA wykorzystano pewien metal do aktywowania reakcji katalitycznej. Atom metalu (M) jest wstawiany do wiązania C-H, gdzie tworzy formę pośrednią C-M, którą można wykorzystać do wytwarzania nowych związków. Aby przeprowadzić demonstrację nowej techniki, uczeni użyli rutenu do przekształcania wiązań w związku azotu w celu uzyskania nowych cząsteczek organicznych. Te z kolei można wykorzystać do opracowywania nowych leków. Badacze przygotowali także odczynniki przyłączane do atomu azotu w związku organicznym lub do szkieletu węglowego związku. Te "grupy kierujące" w sposób selektywny kierują przekształcaniem wiązań C-H w C-C w określonych miejscach, zależnie od tego, gdzie dana grupa kierująca znajduje się w cząsteczce. Przy pomocy tych nowych metod chemicy stworzyli nowe cząsteczki, niemożliwe do uzyskania przy pomocy katalizy metali. Technologia ta umożliwi łatwe i tanie wytwarzanie cząsteczek organicznych, szczególnie w pracach nad nowymi lekami.
Słowa kluczowe
Cząsteczki organiczne, wiązanie C-H, węgiel-węgiel, środki farmaceutyczne, kataliza metali
