我國首次實現仿生合成方法烷基化

2019-10-24 15:53:02 來源: 科技日報 作者: 陳曦

    科技日報 陳曦 通訊員 吳軍輝 張瑋光

近日,南開大學元素有機化學國家重點實驗室汪清民教授課題組發明了由醛或酮對氮雜芳環碳氫鍵進行直接烷基化的新方法,為新藥和新材料的研發提供了一種高效實用的方法,已申請發明專利。介紹該工作的論文發表于國際知名學術刊物《科學·進展》(Science Advances)上。

圖片由南開大學提供


氮雜芳環廣泛存在于天然產物、藥物、農藥和有機材料中。通過選擇性碳氫鍵官能團化的方式在含有氮雜芳環的藥物、農藥和有機材料分子中引入甲基、乙基、異丙基等烷基對于改善藥物、農藥和有機材料的性能具有重要意義。但是,使用自然界中廣泛存在且含量豐富的醛或酮實現氮雜芳環的烷基化反應一直沒有實現。“這是一個世界性的難題。其挑戰在于反應需要斷裂碳氧雙鍵并且羰基化合物與氮雜芳環的極性不匹配。想要將羰基化合物的極性反轉并且斷裂碳氧雙鍵就必須發展非常規的策略。”汪清民說。

在生命過程中,生物活性分子的精巧合成往往令人嘆為觀止。如何在化學實驗室里模擬生物合成的過程,高效地完成相應的化學轉化的有機化合物仿生合成,是近年來備受關注的熱點領域之一。 課題組考慮到生命過程中質子遷移電子耦合(PCET)和自旋中心遷移(SCS)的高效性,利用仿生合成的策略,將PCET和SCS結合起來,通過PCET過程活化羰基得到羰游基,羰游基對氮雜芳環加成后再通過SCS過程斷裂碳氧鍵來實現醛或酮對氮雜芳環的烷基化反應。

“這是首例將羰基化合物作為烷基自由基等價體的反應,從而解決了醛或酮無法進行氮雜芳環的烷基化反應這個世界性的難題。我們將新方法成功應用于血脂調節藥依托貝特、皮質醇生物合成的抑制劑甲吡酮、血管舒張劑米力農和抗組胺藥氯雷他定等藥物、農藥和天然產物及材料的后期烷基化修飾上。”汪清民說。

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責任編輯:陳小柒
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