本报讯(记者朱汉斌)近日,华南理工大学教授吴钊团队研发了一种精准编辑分子内部结构的新方法。该研究利用高张力环炔中间体作为驱动单元,提出了一种高效且普适的羰基1,2-转位策略,成功解决了环戊酮等小环酮骨架编辑中长期存在的合成难题,在新药研发与精准合成领域具有广阔应用前景。相关成果发表于《自然-合成》。
羰基是决定分子性质的关键官能团之一。将羰基迁移至相邻碳原子位置即1,2-转位,可显著改变分子的几何构型、电子分布及生物活性。然而,实现羰基的1,2-转位长期以来是合成化学的一项挑战。
团队设计了一种基于环戊炔、环己炔等高张力环炔中间体的分子骨架编辑策略。这些环炔因三键角度扭曲而储存了显著的环张力,类似于压缩的弹簧。通过简单的化学反应释放的张力能,可驱动羰基自动迁移至相邻位置。与已有方法相比,该策略具有多项优势:操作简便,无需复杂流程与繁琐的分离步骤;仅使用常规试剂,避免贵金属催化剂,降低了研发成本;底物适用性广,可高效实现五元环及六元环酮的羰基迁移。
团队成功对薄荷酮、诺品酮等萜类天然产物以及脱氢表雄酮等甾体化合物进行了骨架编辑,并对多种药物前体进行了结构优化,为开发更有效的新药奠定了基础。此外,团队发展出“组装+迁移”的组合技术,能够快速构建复杂的多环分子骨架。
该研究具有重要的科学意义与应用前景。在药物研发领域,该成果有望加速新药候选物的发现并降低成本;在天然产物合成方面,可高效获得结构多样的衍生物,拓展天然产物的研究与应用;在材料科学领域,有望推动具有特殊性能的新材料开发。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s44160-026-01059-8
《中国科学报》 (2026-04-27 第3版 综合)