Несмотря на малый размер, атом фтора играет огромную роль в фармацевтической промышленности. Зачастую разумное введение фтора в структуру лекарственного препарата резко увеличивает его биологическую активность, за что фтор давно удостоился прозвища «магический элемент».

Не менее важны для фармацевтики аминокислоты, поскольку это не только строительные блоки белков, но компоненты большинства лекарств. Микико Содеока и его коллеги из Института физико-химических исследований RIKEN (Япония) разработали синтетическую процедуру, позволяющую селективно и эффективно «объединить» фтор и аминокислоту в составе одной органической молекулы.

Схематическое представление четырёх возможных энантиомеров, доступных после второй стадии синтетического процесса (иллюстрация RIKEN).

Исходными веществами в предлагаемом методе синтеза фторированных аминокислот стали альфа-кетоэфиры карбоновых кислот, содержащие карбонильную и сложноэфирную группы. Первая стадия процесса заключается в замещении водорода фтором на бета-углеродном атоме альфа-кетоэфира карбоновой кислоты. Чтобы это превращение проходило стереоселективно (два атома водорода при бета-углеродном атоме стереогенны), учёные использовали палладиевый катализатор, содержащий несколько хиральных лигандов, что позволило получить желаемый продукт (R- или S-изомер) с 95-процентным энантиомерным выходом. Такой результат позволяет считать это превращение энантиоселективным.

Синтетическая процедура позволяет селективно и эффективно получать фторированные аминокислоты из альфа-кетоэфиров карбоновых кислот (иллюстрация Wiley-VCH).

Далее. Восстановление альфа-кетона приводит к образованию гидроксильной группы и, как следствие, ещё одного стереоцентра (теперь это альфа-углеродный атом). Появление двух стереоцентров позволяет синтезировать в общей сложности четыре разных стереоизомера. Используя уже существующий (бета-углеродный) стереоцентр и подбирая подходящие реагенты, исследователи сумели синтезировать каждый из четырёх возможных стереоизомеров в качестве основного продукта реакции восстановления (см. иллюстрацию).

Авторы метода отмечают, что фторированные альфа-кетоэфиры карбоновых кислот очень чувствительны к влаге, а вот производные гидроксикислот и аминокислот вполне стабильны и не требуют особого обращения.