Enantio-verrijkte boorzuuresters zijn moleculen die op grote schaal worden gebruikt als bouwstenen in de chemische synthese om verschillende organische verbindingen te produceren. Transformaties uit meerdere componenten die deze organoboorverbindingen produceren met behulp van niet-kostbare katalytische systemen zijn zeer gewild, maar blijven schaars. Dit komt voornamelijk door het ontbreken van een geschikte chirale katalysator die deze boorzuuresters met een hoge mate van efficiëntie en selectiviteit kan creëren.

Een onderzoeksteam onder leiding van universitair hoofddocent Koh Ming Joo, van de afdeling Scheikunde, heeft NUS een nieuwe methode ontwikkeld die gebruik maakt van direct verkrijgbare nikkelkatalysatoren die chirale en sterisch omvangrijke liganden bevatten, bekend als N-heterocyclische carbenen (NHC's).

Deze katalysatoren spelen een cruciale rol in het reactieproces door het samenbrengen en faciliteren van de vereniging van drie verschillende componenten:alkenen (moleculen met dubbele koolstof-koolstofbindingen), organotriflaten en een in de handel verkrijgbare verbinding genaamd bis(pinacolato)diboron.

Deze methode is uniek omdat er geen extra regiegroep nodig is om de reactie te begeleiden. De reactie maakt toegang mogelijk tot gefunctionaliseerde alkylboronaten die tertiaire of quaternaire β-stereocentra dragen met gelijktijdige controle van regioselectiviteit en enantioselectiviteit.

Het onderzoek was een samenwerking met professor Ma Jun-An en universitair hoofddocent Nie Jing van de Tianjin Universiteit, evenals professor Shi Shi-Liang van het Shanghai Institute of Organic Chemistry, Chinese Academie van Wetenschappen. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Synthesis .

Prof Koh zei:"Onze studies tonen aan dat deze enantioselectieve, door nikkel gekatalyseerde transformaties plaatsvinden via een reeks stappen waarbij carbonickelatie gevolgd door borylering betrokken is, die verschillen van eerder gerapporteerde carboboratiereacties."

"Zoals beschreven in het onderzoekspaper biedt deze methodologie eenvoudige toegang tot gewaardeerde precursoren die de synthese van complexe bioactieve moleculen vereenvoudigen. Wij geloven dat ons werk talloze toepassingen op het gebied van stereoselectieve organische synthese zal vergemakkelijken", voegde prof. Koh toe.

Vooruitkijkend is het onderzoeksteam actief bezig met het ontwerpen van chirale NHC-nikkelkatalysatoren om nieuwe klassen van uit meerdere componenten bestaande alkeenfunctionalisatiereacties te bevorderen die synthetisch nuttige verbindingen genereren.

Meer informatie: Xiaohua Luo et al, Enantioselectieve synthese van multifunctionele alkylboronaten via N-heterocyclische carbeen-nikkel-gekatalyseerde carboboratie van alkenen, Natuursynthese (2024). DOI:10.1038/s44160-024-00492-x

Journaalinformatie: Natuursynthese

Aangeboden door de Nationale Universiteit van Singapore