O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi o’zbekiston milliy universiteti

"Ilm o'lchashni boshlashi bilanoq boshlanadi.
Aniq fanni o'lchovsiz tasavvur qilib bo'lmaydi."
1970-yillarda xiral tozalikni aniqlash usullari kamroq aniq, qimmatroq va kamroq mavjud edi. Enantiomerlar spektroskopik usullarning birortasi bilan ham bir-biridan farq qilmaydi. Yuqori aniqlik bilan ulardan birining ortiqcha mavjudligini faqat xiral plomba bilan yuqori samarali suyuqlik xromatografiyasi bilan aniqlash mumkin. Bunday analitik vositalar 2000-yillarda keng tarqalgan laboratoriya foydalanish uchun mavjud bo'ldi. Va 70-yillardagi ishlarda enantiomerik ortiqcha kamroq aniq usullar bilan o'lchangan. Masalan, yuqorida qayd etilgan 1971 yil ishida bu siljish to'lqinining qutblanish tekisligining burilish burchagini o'zgartirish orqali amalga oshirildi. Lui Paster 1848 yildayoq xirallikni kashf etgan ushbu klassik usul enantiomerlarning qutblangan ("aylanayotgan" - aslida chiral) yorug'lik bilan turli xil o'zaro ta'siriga asoslangan. Shuningdek, 21-asrgacha reaksiyalar qanday borishini tushunish va mexanizmlarni isbotlash uchun jarayonlarni modellashtirish (masalan, kvant mexanik hisoblari) qiyin edi. Shuning uchun assimetrik organokatalizning reaksiyalari, garchi ular List va Makmillandan ancha oldin maxsus holatlar sifatida tavsiflangan bo'lsa-da, ommaviy ravishda o'rganilmagan.

Ilmiy g‘oyaning yaratuvchisini g‘oyaning nafaqat falsafiy, balki real tomonini ham tan olgan, uning adolatiga har kimni ishontiradigan darajada yoritib bera olgan shaxs deb hisoblash adolatdan bo‘ladi, va shu tariqa g‘oyani ommaga ochiq qildi.

Siz biron bir muhim ish qilishingiz mumkin, lekin bu haqda shunday gapiringki, hech kim qiziqtirmaydi, sezmaydi va rivojlanmaydi. Ehtimol, Nobel qo'mitasi List va Makmillanning yuqori iqtibos keltirgan ishlaridan so'ng assimetrik organokataliz usullarining ahamiyati ilmiy hamjamiyat va farmatsevtika sanoati tomonidan yuqori baholangan deb hisoblagan va ular tegishli taqsimotga ega bo'lgan. Maksmillan "organokataliz" atamasini kiritdi, u darhol juda mashhur bo'ldi va List, aftidan, biokatalizatorlarda tabiatning o'zi qo'llaydigan organokatalizda yondashuvlardan foydalanish g'oyasini birinchi bo'lib ishlab chiqdi (quyida batafsil ma'lumotga qarang).
Devid Makmillan shundan beri bu mavzudan uzoqlashdi va yanada zamonaviy fotokataliz (ko'rinadigan yorug'lik bilan reaktsiyalarni tezlashtirish) bilan shug'ullanadi. Makmillan guruhining yaqinda olib borgan ishlari haqida Andrey Solovyovning (u Makmillan mukofotni avgust oyida olishini bashorat qilgan edi) istiqbolli postida o'qishingiz mumkin.
Benjamin List aniq assimetrik organokatalizni rivojlantirishda davom etmoqda va ko'plab yorqin ishlarni nashr etadi. Ehtimol, qisman ular tufayli unga mukofot berishga qaror qilingan - axir, bu kashfiyot (kashfiyot) uchun emas, balki usulni ishlab chiqish (ishlab chiqish) uchun berilgan. Quyida List guruhining joriy yilda nashr etilgan ikkita ishini qisqacha tasvirlab beraman va ularning misolidan foydalanib, assimetrik organokataliz bo'yicha tadqiqotlar mantiqini ochib berishga harakat qilaman. List guruhining shu va yana bir qancha soʻnggi ishlarining video (ingliz tilida) YouTube kanalida Chemistry News Selection nashrida chop etildi:

Turli tadqiqot guruhlari har xil turdagi organokatalizatorlar bilan ishlaydi, ammo yondashuv hamma uchun taxminan bir xil. Dastlab, ma'lum turdagi dorilar yoki ularning bo'laklarini sintez qilish uchun foydali bo'lishi mumkin bo'lgan, ammo hozirgi bilim darajasida nomukammal bo'lgan reaktsiyani qidiradi. Nomukammallik nimani anglatadi? Masalan, reaksiya ko'p bosqichli sintez yo'li bilan boradi, garchi umumiy kimyoviy mulohazalardan kelib chiqadiki, u bir bosqichda borishi mumkin. Yoki, masalan, reaksiyada enantiomerlar aralashmasi olinadi, keyin uni qimmat xiral xromatografik ustunlarda og'riqli tarzda ajratish yoki hatto ajratmasdan klinik sinovlarga qo'yish kerak (ikkinchisi ko'proq sodir bo'ladi). Bunday nomukammal reaksiya topilganda, ular nazariy jihatdan reagentlar bilan o'zaro ta'sir qilishi kerak bo'lgan xiral katalizatorni (boshlash uchun oddiy) qo'shib, uni yaxshilashga harakat qiladilar va shu bilan uning xiralligini mahsulotlarga o'tkazadilar. Agar xirallikning ozgina o'tishi ham sezilarli bo'lsa, katalizator murakkablashishi va mukammallikka bo'lgan reaktsiyani asta-sekin yaxshilashi mumkin.
Aynan shu strategiya List guruhi tomonidan qo'sh bog'lanishning indol guruhiga siklo yuklanishi reaktsiyasining assimetrik katalizini ishlab chiqishda ishlatilgan. Ushbu tadqiqotni tavsiflovchi maqola yanvar oyida nashr etilgan (P. Zhang va boshq., 2021. Kuchli va cheklangan kislotalar indollar bilan faollashtirilmagan olefinlarning assimetrik intramolekulyar gidroarilatsiyasini katalizlaydi). Indol yadrosi ko'plab bo'yoqlarning bir qismi, shuningdek, ko'plab muhim alkaloidlar molekulalarida, aminokislota triptofanda, auksinlarda va boshqa biokimyoviy muhim moddalarda (serotonin, melatonin, bufotenin va boshqalar).

4-rasm. Yuqori: indol guruhiga qo'sh bog'lanish siklo yuklanishining assimetrik katalizi o'rganildi. Reaksiya jarayonida qo‘sh bog‘ning bir uglerodi indol halqasida azot yaqinidagi uglerodga birikadi, olti a’zoli halqa yopiladi va avvalgi qo‘sh bog‘ning boshqa uglerodida xiral markaz hosil bo‘ladi. Quyida 3, 4, 5, 6 va 7a-e katalizatorlarining strukturalari keltirilgan. Yon guruhlar yashil va kulrang doiralar bilan ko'rsatilgan. P. Zhang va boshqalarning muhokama qilingan maqolasidan tasvirlar. JACS da

Yuqorida shaklda ko'rsatilgan transformatsiya reaktsiyasi. 4. Amaldagi moddalarning rasmiy nomlari juda og'ir, shuning uchun soddaligi uchun ularni raqamlarda keltirilgan raqamlar bilan nomlaymiz. Ushbu tanlovning sabablaridan biri hozirgi vaqtda antidepressant sifatida klinik sinovlardan o'tayotgan enantiomerlarning bo'linmagan aralashmasi 8 bioaktiv moddani olish imkoniyati edi (5-rasmga qarang). Quyida biz ushbu modda haqida gapiramiz - bu erda faqat enantiomerlar aralashmasi aniq sinovdan o'tganligini ta'kidlaymiz, chunki hozirgacha ortiqcha enantiomerlardan birini samarali olish uchun hech qanday reaktsiya bo'lmagan.
Ma'lumki, bunday qo'shilish reaktsiyalarini kislotalar tezlashtirishi mumkin va dastlab reaktsiya 2% xiral kislota 3 ishtirokida amalga oshirildi (reaksiya kislota qo'shmasdan davom etmaydi va mahsulotlarning rasemik aralashmasi olinadi. xiral bo'lmagan kislotalar bilan). 3-katalizator, quyida muhokama qilinadigan boshqa katalizatorlar singari, xiral markazga ega emas: aksincha, ularni spiral bilan solishtirish mumkin - ular bir yo'nalishda o'ralgan va fazoviy, geometrik cheklovlar tufayli boshqasiga aylana olmaydi. Ushbu reaktsiyaning natijasi jadvalning birinchi qatorida ko'rsatilgan. 1: Reaksiya 34% rentabellikda davom etdi va mahsulot enantiomerlari orasidagi farq 8% ni tashkil etdi. Albatta, bunday reaktsiyani muvaffaqiyatli deb hisoblash mumkin emas. Ammo boshqa tomondan, bu holda assimetrik kataliz mumkinligi darhol ma'lum bo'ldi va u yanada chuqurroq qiziqishga arziydi.