Sciencemag.cz
Related Articles
Inovativní způsob „uzamknutí“ konformace molekul.
Výzkumný tým z Katedry organické chemie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, pod vedením Jana Veselého a Vojtěcha Dočekala, vyvinul jednoduchou a vysoce účinnou metodu pro přípravu takzvaných pillar[5]arenů. Tyto prstencové molekuly nacházejí široké uplatnění v biomedicíně a materiálovém inženýrství. Jejich využití je doposud limitováno na přístupy založené na náročných separačních metodách nebo zapojení přechodných kovů.
Pillar[5]areny mají jedinečnou schopnost do své kavity uzavírat rozličné sloučeniny či ionty (tzv. hosty), díky čemuž nacházejí široké uplatnění v supramolekulární chemii, ale i při vývoji nových materiálů či biomedicíně. Chiralita (neboli asymetrie) těchto makrocyklických sloučenin vzniká konformačním uzamčením, které je vyvoláno zavedením stericky náročných substituentů. Až dosud však příprava těchto látek ve formě čistých enantiomerů vyžadovala velmi pracné dělicí postupy nebo se spoléhala na reakce katalyzované kovy.
Tým z Univerzity Karlovy nyní přichází s udržitelným řešením. Vědci popsali nový přístup k takovým látkám využívající katalýzu nízkomolekulárními organickými katalyzátory. Konkrétně se jedná o oxidativní dvojitou esterifikaci diformylpillar[5]arenů, kterou zprostředkovávají N-heterocyklické karbeny. Tato metoda poskytuje mimořádně jednoduchou cestu k vysoce prostorově definovaným produktům s velkou tolerancí vůči nejrůznějším funkčním skupinám. Jak vědci ve studii ukázali, do makrocyklické molekuly lze díky tomu úspěšně začlenit i biologicky aktivní látky nebo složité fragmenty přírodního původu. Robustnost nového přístupu byla demonstrována i v gramovém měřítku.
Pevně uzamčená struktura je tak činí vhodnou pro další syntetické úpravy, včetně následné tvorby složitějších propojených architektur, jako jsou například rotaxany.
Tato nová organokatalytická strategie nejen zefektivňuje syntézu makrocyklických hostitelů, ale také otevírá zcela nové možnosti pro navrhování chirálních funkčních materiálů a pokročilých systémů typu hostitel-host.
Dočekal, V., Hladík, O., Lóška, L., Kamlar, M., Franc, M., Císařová, I. & Veselý, J.
Carbene-Catalyzed Double Esterification Enables Enantioselective Conformational Self-Locking of Pillar[5]arenes. Nat Commun 17, 4253 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70809-1.
