Ciclopropanación intramolecular estereodivergente habilitada por transferasas de carbenos diseñadas

Área de la Ciencia:

• Biocatálisis y ingeniería enzimática
• Síntesis orgánica
• Química medicinal

Sus antecedentes:

• Las γ-lactonas fusionadas con ciclopropano son motivos estructurales cruciales en numerosas moléculas bioactivas.
• La síntesis eficiente y estereoselectiva de estos compuestos sigue siendo un desafío importante en la química orgánica.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar biocatalizadores de mioglobina diseñados para reacciones asimétricas de ciclopropanación intramolecular.
• Para lograr altos rendimientos y enantioselectividad en la síntesis de γ-lactonas fusionadas con ciclopropano.
• Para explorar la síntesis estereodivergente a través de la ingeniería de proteínas.

Principales métodos:

• La ingeniería proteica de la mioglobina para crear nuevos biocatalizadores.
• Ciclopropanación intramolecular asimétrica de sustratos de diazoacetato de alilo.
• Transformaciones de células enteras para la síntesis a escala de gramos.
• Desarrollo de las ciclopropil-γ-lactonas en enantiopuros ciclopropanos trisubstituidos.

Principales resultados:

• La mioglobina diseñada catalizó eficientemente las ciclopropanaciones con un exceso enantiomérico de hasta el 99%.
• La ingeniería de proteínas produjo variantes de mioglobina con selectividad estereodivergente.
• Se logró la síntesis a escala de gramos de un intermediario clave para la permetrina y los productos naturales.
• Las lactonas producidas enzimáticamente se convirtieron en ciclopropanos enantiopuros.

Conclusiones:

• Este estudio presenta el primer ejemplo de ciclopropanación intramolecular biocatalítica utilizando mioglobina de ingeniería.
• La estrategia desarrollada ofrece una vía atractiva para la preparación estereodivergente de valiosas γ-lactonas fusionadas con ciclopropano.
• Este enfoque biocatalítico tiene implicaciones significativas para la química medicinal y la síntesis de productos naturales.