Dr. Vojtěch Dočekal a prof. Jan Veselý z katedry organické chemie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy popsali vysoce efektivní metodu syntézy inherentně chirálních calix[4]arenů. Studie vyšla v prestižním časopise Nature Communications.
Calix[4]areny jsou makrocyklické tvořené čtyřmi benzenovými jádry, které jsou spojena methylenovým můstkem. Takové molekuly nacházejí uplatnění jako senzory, nosiče léčiv, katalyzátory či materiály pro selektivní rozpoznávání. Ačkoliv jsou inherentně chirální calixa[4]areny známé již desítky let, jejich příprava v opticky čisté podobě byla dosud velmi obtížná. Stávající postupy většinou vyžadovaly separaci racemátů, což omezovalo praktické využití těchto sloučenin.
Nová metoda vyvinutá výzkumnou skupinou asymetrické syntézy (website) se opírá o tzv. organokatalytickou oxidativní esterifikaci prochirálních diformylcalix[4]arenů za katalýzy bifunkčními chirálními N-heterocyklickými karbeny (NHC), který kombinující karben s donorem vodíkové vazby - thiomočovinou. V kontextu metod známých z literatury se jedná se o vůbec první využití NHC katalýzy pro syntézu inherentně chirálních calixarenů s ABCC substitučním vzorem. Mimo širokého rozsahu použití nalezené metody je součástí studie i mechanistická analýza, kombinující experimentální data a výpočty pomocí teorie funkcionálu hustoty, která pomáhá objasnit asymetrickou indukci a průběh této transformace. V neposlední řadě byla syntetická využitelnost této metody demonstrována využitím enanatiomerně obohaceného produktu v rozličných aplikacích včetně katalýzy či enantioselektivního rozpoznávání.
Tato práce navazuje na dřívější úspěch téhož týmu, který v loňském roce publikoval efektivní syntézu planárně chirálních [2.2]paracyklofanů v časopise Nature Communications (Nat. Commun. 2024, 15, 3090. https://doi.org/10.1038/s41467-024-47407-0)
Odkaz na práci: Nat. Commun. 2025, 16, 4443. https://www.nature.com/articles/s41467-025-59781-4.