Metody wytwarzania biomolekuł
Bazując na naturalnym procesie syntezy molekuł złożonych, stworzono wiele metod iteracyjnych, które pozwalają skutecznie produkować biomolekuły. W ramach finansowanego ze środków UE projektu ALCAMS (Application of assembly line synthesis to the construction of biologically active molecules) przeprowadzono syntezę funkcjonalnych, złożonych molekuł biologicznych nowym metodami. Wyjątkowe metody zastosowane przez uczestników projektu ALCAMS obejmują m.in. reakcję między litowanym karbaminianem a estrem kwasu borowego, w wyniku której powstaje homologiczny produkt. Reakcja ta może przebiegać iteracyjnie bez oczyszczania po każdym etapie. Umożliwia to tworzenie molekuł złożonych z zachowaniem pełnej kontroli nad stereochemią zarówno względną, jak i bezwzględną. Najważniejszą innowacją było użycie karbenoidów α-sililowych (jako budulca zawierającego tlen) oraz chiralnego litowanego estru kwasu benzoesowego do iterowanego homologizowania estrów borowych. Takie podejście umożliwiło połączenie wielu grup sililowych oraz bocznych grup metylowych z łańcuchami węglowymi przy pełnej stereokontroli. Ostatnim etapem procesu jest utworzenie żądanego rdzenia polipropionatowego w drodze stereospecyficznego utleniania wiązań węgiel-krzem. Ta iteracyjna metoda wymaga kontroli odczynnikowej, co umożliwia syntezę różnych izomerów charakteryzujących się doskonałym poziomem diastereoselektywności. Po przeprowadzeniu szczegółowych badań naukowcom udało się stworzyć nowy, zawierający krzem budulec, który pozwala „zamaskować” tlen. Początkowo wytwarzanie takich elementów pośrednich w obecności stechiometrycznej ilości zewnętrznych ligandów chiralnych prowadziło do powstawania produktów bez żadnej selektywności podczas litowania i borylowania. Jednakże problem ten rozwiązano, łącząc chiralną pomocniczą grupę boczną z resztą sililową prekursora karbenoidu. Następnie naukowcy sprawdzili przydatność powstałego budulca karbenoidowego w syntezie polipropionatu. Odkryli, że chiralne pomocnicze grupy boczne w homologizowanym produkcie 19 można usunąć w drodze fotoredukcji z użyciem światła widzialnego, uzyskując w ten sposób metoksysilan 20. Na końcu pośredni metoksysilan 20 został poddany dwóm kolejnym homologizacjom, co pozwoliło uzyskać produkt końcowy 21 z wysoce sprawnym mechanizmem stereokontroli. Podsumowując, w ramach projektu ALCAMS opracowano niezwykle efektywny protokół syntezy molekuł. Teraz konieczne są optymalizacja tego protokołu pod kątem homologizacji iteracyjnej celem zapewnienia większej dokładności oraz dalsze rozwijanie mechanizmu syntezy naturalnych polipropionatów.
Słowa kluczowe
Biomolekuły, molekuły złożone, ALCAMS, litowane karbaminiany, ester kwasu borowego
