- 科技成果 | 南工大團(tuán)隊(duì)光促自由基加成裂解策略有望助力新藥開(kāi)發(fā)
- 發(fā)布日期：2022-06-29
“實(shí)驗(yàn)通過(guò)進(jìn)一步利用氮中心自由基引發(fā)1,5攫氫和后續(xù)遠(yuǎn)程官能化實(shí)現(xiàn)了多取代β-氨基酮類(lèi)化合物的高效構(gòu)建，該轉(zhuǎn)化具有原子經(jīng)濟(jì)性高、反應(yīng)條件溫和、底物適用范圍廣和區(qū)域選擇性高等優(yōu)點(diǎn)。”南京工業(yè)大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院馮超教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新穎的自由基加成誘導(dǎo)β-裂解策略，具有四大突出優(yōu)勢(shì)，日前，該研究成果《自由基加成誘導(dǎo)β-裂解及其參與的遠(yuǎn)程官能化研究》在國(guó)際高水平期刊Chem上刊出。
“自由基作為一種高活性物種，其參與的反應(yīng)具有類(lèi)型多樣、官能團(tuán)兼容性廣等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于藥物合成、高分子聚合等諸多領(lǐng)域。”論文通訊作者馮超教授介紹，近年來(lái)，自由基合成轉(zhuǎn)化得到了快速發(fā)展，但是自由基中間體的生成通常需要高溫、紫外光輻射等苛刻條件或依賴(lài)于高活性前體。馮超表示，得益于可見(jiàn)光催化反應(yīng)的蓬勃發(fā)展，近來(lái)在溫和條件下產(chǎn)生各類(lèi)自由基中間體的方法也相繼得到開(kāi)發(fā)。其中，β-裂解作為自由基中間體的基元反應(yīng)雖然也得到一定發(fā)展，但總體受到的關(guān)注仍然較少。“目前已報(bào)道的可見(jiàn)光催化β-裂解反應(yīng)雖然在過(guò)去幾年中取得了顯著的進(jìn)展，但仍存在著明顯的局限性：原料本身固有的性質(zhì)對(duì)催化劑要求較高。此外，常規(guī)方法中所解離的分子片段往往作為廢棄物未加利用，大大降低了反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性，也不符合綠色低碳的理念。”論文共同第一作者李欣同學(xué)介紹。
針對(duì)現(xiàn)有自由基β-裂解反應(yīng)的局限性，馮超教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新穎的自由基加成誘導(dǎo)β-裂解的策略。該策略將自由基產(chǎn)生與后續(xù)的β-裂解步驟分離，使得自由基產(chǎn)生不再受底物自身性質(zhì)限制，大大拓展了反應(yīng)的適用范圍。2018年，馮超教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了基于該策略的首項(xiàng)成果，利用烯醇醚衍生物作為含碳和氮片段的共同來(lái)源，實(shí)現(xiàn)了非活化烯烴的碳胺化反應(yīng)。近期，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)展了一種以4-異噁唑啉衍生物為受體，通過(guò)自由基加成/β-裂解的串聯(lián)過(guò)程高效構(gòu)建β-氨基酮衍生物的策略。論文共同第一作者水洋表示，在實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)底物結(jié)構(gòu)的調(diào)控，該方法還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程碳?xì)滏I的官能化，經(jīng)過(guò)一步反應(yīng)構(gòu)建多個(gè)官能團(tuán)，極大提高了反應(yīng)效率。該反應(yīng)具有原子經(jīng)濟(jì)性高、條件溫和、底物范圍廣、區(qū)域選擇性和立體選擇性高等優(yōu)點(diǎn)。
此類(lèi)自由基加成誘導(dǎo)β-裂解的策略為高效構(gòu)建復(fù)雜β-氨基酮衍生物提供了高效便捷的新途徑，適用于多種類(lèi)型底物，充分證明了該方法的實(shí)用性。“β-氨基酮類(lèi)化合物具有多樣的活性，如局部麻醉、中樞神經(jīng)興奮、肌肉松弛等，因此是藥物合成中的重要結(jié)構(gòu)，具有重要價(jià)值。”馮超介紹說(shuō)，我們生活中常見(jiàn)的達(dá)克羅寧、托哌酮、洛貝林等藥就含有此類(lèi)片段，因此團(tuán)隊(duì)研發(fā)出的加成裂解新策略有望在新藥開(kāi)發(fā)中獲得廣泛的應(yīng)用。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省特聘教授計(jì)劃、江蘇省杰出青年基金的大力支持。
另悉，Chem是Cell Press旗下的綜合化學(xué)期刊。創(chuàng)刊于2016年7月，是Cell的第一份自然科學(xué)類(lèi)姐妹刊，Chem致力于推廣化學(xué)及其交叉領(lǐng)域的創(chuàng)造性突破，刊發(fā)旨在解決全球性挑戰(zhàn)的前沿應(yīng)用和基礎(chǔ)研究成果。
