Binghamton/Buffalo – Forschende der Binghamton University und der University at Buffalo haben eine neue chemische Reaktion entdeckt, die mit blauem LED-Licht zwei benachbarte Kohlenstoffatome in einem einzigen Schritt verändert. Die Methode könnte die Entwicklung von Arzneimitteln beschleunigen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht (DOI: 10.1126/science.aef0766).
Herkömmliche organische Chemie erlaubt meist nur den Austausch an einer Stelle pro Reaktion. Das neue Verfahren nutzt eine einzelne Kohlenstoff-Halogen-Bindung, um unterschiedliche Gruppen an benachbarte Kohlenstoffatome anzufügen. Unter Einwirkung von blauem LED-Licht und in einem handelsüblichen Alkohol-Lösungsmittel entsteht ein Alken-Radikalkation-Intermediat. Dadurch werden neue Bindungen zu Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel möglich, und es lassen sich auch kleine Ringsysteme aufbauen.
Die Reaktion funktioniert mit Bromiden, Chloriden, Fluoriden und ungeschützten Alkoholen. Mechanistische Untersuchungen mit Dichtefunktionaltheorie und Molekulardynamik zeigten, dass das Wasserstoffbrücken-Netzwerk des fluorierten Alkohols das austretende Halogen stabilisiert und mildere Bedingungen ermöglicht. Eine Variante erlaubt zudem, das Halogen auf ein benachbartes Kohlenstoffatom zu verlagern.
Die Arbeit wurde von den Teams um Jennifer Hirschi (Binghamton) und Patricia Musacchio (Buffalo) geleitet und von den National Institutes of Health gefördert.
