Electrosynthesis of Verdoheme and Biliverdin Derivatives Following Enzymatic Pathways

胆绿素 化学 电合成 血红素加氧酶 胆绿素还原酶 产量(工程) 组合化学 血红素 有机化学 电化学 电极 物理化学 材料科学 冶金
作者
Amir Lashgari,Xiao Wang,Jeanette A. Krause,Soumalya Sinha,Jianbing Jiang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.4c02847
摘要

Artificial syntheses of biologically active molecules have been fruitful in many bioinspired catalysis applications. Specifically, verdoheme and biliverdin, bearing polypyrrole frameworks, have inspired catalyst designs to address energy and environmental challenges. Despite remarkable progress in benchtop synthesis of verdoheme and biliverdin derivatives, all reported syntheses, starting from metalloporphyrins or inaccessible biliverdin precursors, require multiple steps to achieve the final desired products. Additionally, such synthetic procedures use multiple reactants/redox agents and involve multistep purification/extraction processes that often lower the yield. However, in a single step using atmospheric oxygen, heme oxygenases selectively generate verdoheme or biliverdin from heme. Motivated by such enzymatic pathways, we report a single-step electrosynthesis of verdoheme or biliverdin derivatives from their corresponding meso-aryl-substituted metalloporphyrin precursors. Our electrosynthetic methods have produced a copper-coordinating verdoheme analog in >80% yield at an applied potential of 0.65 V vs ferrocene/ferrocenium in air-exposed acetonitrile solution with a suitable electrolyte. These electrosynthetic routes reached a maximum product yield within 8 h of electrolysis at room temperature. The major products of verdoheme and biliverdin derivatives were isolated, purified, and characterized using electrospray mass spectrometry, absorption spectroscopy, cyclic voltammetry, and nuclear magnetic resonance spectroscopy techniques. Furthermore, X-ray crystallographic data were collected for select cobalt (Co)- and Cu-chelating verdoheme and metal-free biliverdin products. Electrosynthesis routes for the selective modification at the macrocycle ring in a single step are not known yet, and therefore, we believe that this report would advance the scopes of electrosynthesis strategies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
高晓澍完成签到 ,获得积分10
1秒前
终究是残念完成签到,获得积分10
2秒前
guoxihan完成签到,获得积分10
7秒前
zhilianghui0807完成签到 ,获得积分10
7秒前
roundtree完成签到 ,获得积分10
8秒前
文献搬运工完成签到 ,获得积分10
12秒前
哈哈完成签到 ,获得积分10
13秒前
bruna应助科研通管家采纳,获得30
15秒前
manforfull完成签到,获得积分10
18秒前
sherry完成签到 ,获得积分10
20秒前
标致惜寒完成签到,获得积分10
23秒前
shuangfeng1853完成签到 ,获得积分10
27秒前
sngogisun完成签到,获得积分10
33秒前
美丽依波完成签到 ,获得积分10
33秒前
fogsea完成签到,获得积分0
37秒前
suxin完成签到 ,获得积分10
40秒前
aiyawy完成签到 ,获得积分10
41秒前
t铁核桃1985完成签到 ,获得积分10
44秒前
容容容完成签到 ,获得积分10
47秒前
木又完成签到 ,获得积分10
49秒前
53秒前
凉面完成签到 ,获得积分10
53秒前
缥缈的闭月完成签到,获得积分10
55秒前
manfullmoon完成签到,获得积分10
59秒前
czj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Lenard Guma完成签到 ,获得积分10
1分钟前
suki完成签到 ,获得积分10
1分钟前
neechine完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
songge完成签到,获得积分10
1分钟前
哈哈发布了新的文献求助10
1分钟前
整齐的惮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Ava应助哈哈采纳,获得10
1分钟前
胖胖完成签到 ,获得积分0
1分钟前
wjswift完成签到,获得积分10
2分钟前
咻咻完成签到,获得积分10
2分钟前
糊涂的青烟完成签到 ,获得积分10
2分钟前
三人水明完成签到 ,获得积分10
2分钟前
ovood完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 600
MATLAB在传热学例题中的应用 500
Geochemistry, 2nd Edition 地球化学经典教科书第二版,不要epub版本 431
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3303307
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2937611
关于积分的说明 8482697
捐赠科研通 2611556
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1426036
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 662524
邀请新用户注册赠送积分活动 647023