Фураны превратились в пирролы при облучении

Химики из Южной Кореи нашли новую реакцию скелетного редактирования — они научились менять атомы кислорода в фурановых кольцах на атомы азота. Открытое превращение протекало при облучении синим светом в присутствии акридиниевого фотокатализатора. Как пишут химики в Science, с помощью открытой реакции им удалось получить и незамещенные, и замещенные по азоту пирролы.

В реакциях скелетного редактирования одни атомы внутри ароматических гетероциклов меняются на другие. Такие превращения упрощают разработку лекарственных препаратов, которая требует синтеза больших наборов веществ с аналогичной структурой. Но не все гетероциклы можно легко превратить друг в друга. Основная сложность в том, что связи в ароматических кольцах очень прочные, а замена атома требует их разрушения.

Химики под руководством Юн Су Парка (Yoonsu Park) из Корейского института передовых технологий обнаружили, что редактировать скелет пятичленного гетероцикла с атомом кислорода фурана можно с помощью фотокатализа. Ученые смешали 3-фенилфуран с кумиламином в присутствии фотокатализатора — акридиниевой соли — и облучали реакционную смесь синим светом (длина волны — 456 нанометров). В результате атом кислорода поменялся на атом азота — и получился 3-фенил-N-кумилпиррол.

Открытая реакция работала с разными аминами и фуранами. В частности, химики смогли получить пиррол-замещенные производные аминокислоты фенилаланина, глюкозамина и диуретика фуросемида. Кроме того, в этой реакции в качестве источника азота можно было использовать не только замещенные амины, но и обычный карбонат аммония (NH₄)₂CO₃ — в этом случае образовывались незамещенные по азоту пирролы.

Так химики открыли реакцию превращения фуранов в пирролы. Как они предполагают, при ее протекании фотокатализатор при облучении окисляет фуран до катион-радикала, к которому присоединяется амин. После этого полученный циклический радикал раскрывается, восстанавливается фотокатализатором и замыкается снова — но уже с азотом в цикле.

За последние несколько лет химики открыли много реакций скелетного редактирования. Например, они уже умеют превращать нитроарены в азепины, а хинолины — в индолы.