作者:温才妃 张金凤 杨芳 来源:中国科学报 发布时间:2022/6/25 23:39:32
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自由基加成裂解新策略,助力新药开发

 

南京工业大学化学与分子工程学院教授冯超团队研发出一种新颖的自由基加成诱导β-裂解策略,具有原子经济性高、反应条件温和、底物适用范围广和区域选择性高四大突出优势,日前,相关研究以《自由基加成诱导β-裂解及其参与的远程官能化研究》为题,在Chem上发表。

“自由基作为一种高活性物种,其参与的反应具有类型多样、官能团兼容性广等优点,被广泛应用于药物合成、高分子聚合等诸多领域。”据论文通讯作者冯超介绍,近年来,自由基合成转化得到了快速发展,但是自由基中间体的生成通常需要高温、紫外光辐射等苛刻条件或依赖于高活性前体。冯超表示,得益于可见光催化反应的蓬勃发展,近来在温和条件下产生各类自由基中间体的方法也相继得到开发。其中,β-裂解作为自由基中间体的基元反应虽然也得到一定发展,但总体受到的关注仍然较少。

论文共同第一作者、南工大研究生李欣表示,目前已报道的可见光催化β-裂解反应虽然在过去几年中取得了显著的进展,但仍存在着明显的局限性:原料本身固有的性质对催化剂要求较高。此外,常规方法中所解离的分子片段往往作为废弃物未加利用,大大降低了反应的原子经济性,也不符合绿色低碳的理念。

针对现有自由基β-裂解反应的局限性,冯超团队开发了一种新颖的自由基加成诱导β-裂解的策略。该策略将自由基产生与后续的β-裂解步骤分离,使得自由基产生不再受底物自身性质限制,大大拓展了反应的适用范围。基于从前的研究,该团队进一步发展了一种以4-异噁唑啉衍生物为受体,通过自由基加成/β-裂解的串联过程高效构建β-氨基酮衍生物的策略。

论文共同第一作者、南工大研究生水洋表示,在实验中,他们发现通过对底物结构的调控,该方法还可以进一步实现远程碳氢键的官能化,经过一步反应构建多个官能团,极大提高了反应效率。该反应具有原子经济性高、条件温和、底物范围广、区域选择性和立体选择性高等优点。

此类自由基加成诱导β-裂解的策略为高效构建复杂β-氨基酮衍生物提供了高效便捷的新途径,适用于多种类型底物,充分证明了该方法的实用性。“β-氨基酮类化合物具有多样的活性,如局部麻醉、中枢神经兴奋、肌肉松弛等,因此是药物合成中的重要结构,具有重要价值。”冯超介绍说,生活中常见的达克罗宁、托哌酮、洛贝林等药就含有此类片段,因此团队研发出的加成裂解新策略有望在新药开发中获得广泛的应用。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.05.014

 
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