Isopreen wordt gebruikt als voorloper voor de productie van terpenen en terpenoïden. De directe katalytische omzetting van isopreen in terpenoïden is echter een uitdaging.

Onlangs heeft een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Chen Qing'an van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) nikkel-gekatalyseerde asymmetrische heteroarylatieve cyclotelomerisatie van isopreen gerealiseerd om toegang te krijgen tot een reeks onnatuurlijke chirale monoterpenoïden die een quaternair koolstofstereocentrum.

Deze studie is gepubliceerd in Nature Catalysis op 18 augustus.

Terpenoïden komen in bijna alle levende organismen voor en functioneren fysiologisch. In de natuur worden terpenoïden gebiosynthetiseerd onder enzymatische katalyse en worden ze vaak verder geoxideerd en herschikt om andere monoterpenoïden te genereren. Het creëren van een extra monoterpeenskelet door een kunstmatig katalytisch systeem is echter nog steeds een uitdaging.

"In dit werk hebben we een efficiënter en eenvoudiger katalytisch systeem ontwikkeld om de diversiteitsconstructie van terpenoïden te realiseren", zei prof. Chen.

De onderzoekers creëerden een onnatuurlijk monoterpeenskelet dat de cascade-isopreendimerisatie/CH-functionalisatie uitvoerde, wat leidde tot de heteroarylatieve telomerisatie van isopreen. Ze gebruikten nikkelkatalyse om de uitdagingen aan te gaan bij gelijktijdige controle van de chemo-, regio- en enantioselectiviteit.

Door het voorlopige mechanisme te bestuderen, ontdekten ze dat deze reactie verliep via een enantioselectieve dimerisatie van isopreen en de daaropvolgende C-H-alkylering van heterocyclische routes.

"Onze studie zorgde niet alleen voor een efficiënte enantioselectieve transformatie van bulk chemisch isopreen, maar hielp ook bij het creëren van een ander onnatuurlijk monoterpeenraamwerk met verschillende biologische activiteiten", zei prof. Chen. + Verder verkennen

Orthogonale regulatiestrategie biedt nieuwe mogelijkheden voor opbouw van moleculaire complexiteit