Группа американских химиков предложила реакцию кросс-сочетания на основе известного природного механизма и провела ее в лаборатории. Изучив известные данные о превращении радикалов в живых организмах, химики смогли правильно подобрать условия для проведения схожего превращения в лаборатории. Кроме того, открытая реакция оказалась удобным методом получения соединений с четвертичным атомом углерода.

Исследование опубликовано в Science.

Реакции кросс-сочетания химики используют для образования новых углерод-углеродных связей. Обычно такие превращения включают в себя три стадии: окислительное присоединение органического галогенида и катализатора, переметаллирование металлоограническим соединением и восстановительное элиминирование, в результате которого два фрагмента объединяются с образованием связи углерод-углерод. Интересно, что схожие по типу реакции протекают и в живых организмах, но их механизм совершенно другой. В них участвуют металлопорфирины — комплексные соединения, способные связываться с органическими радикалами.

A) Классический механизм реакции кросс-сочетания. B) Природный металлопорфириновый переносчик радикалов. C) Новый подход к кросс-сочетанию / D. MacMillan et al. / Science, 2021

Реакции сочетания фрагментов с углеродами в sp³-гибридизации (все связи у таких атомов одинарные) довольно редки и часто требуют высоко реакционноспособных реагентов. Однако в природе схожие реакции легко протекают именно как sp³-sp³ сочетания. Они идут очень быстро и могут давать продукты с четвертичным углеродным центрам (углерод связан с четырьмя другими углеродами) — структурным фрагментом, трудным для построения.

Дэвид Макмиллан (David MacMillan) из Принстонского университета вместе с коллегами предложил, как провести реакцию sp³-sp³ кросс-сочетания на основе природного механизма.