余金權(quán)戴輝雄等碳—氫鍵活化研究獲新突破

中科院上海有機化學研究所余金權(quán)教授、戴輝雄博士以N-甲氧基甲酰胺為導向基團，采用零價鈀作為催化劑，通過最為綠色環(huán)保的空氣為氧化劑，現(xiàn)場生成具有催化活性的二價鈀物種，實現(xiàn)了雜環(huán)化合物碳—氫鍵官能團化新突破。該研究打破了碳—氫鍵活化中傳統(tǒng)的選擇性規(guī)律，有望在藥物分子多樣性合成及修飾方面實現(xiàn)應(yīng)用。近日，相關(guān)研究在線發(fā)表于《自然》雜志。

這也是我國大陸地區(qū)有機合成化學領(lǐng)域科學家在《自然》上發(fā)表的第一篇論文。

雜環(huán)化合物廣泛存在于藥物分子中，在藥物合成和發(fā)現(xiàn)過程中扮演著舉足輕重的作用，這是因為雜環(huán)的存在不僅能夠影響藥物分子與受體之間的相互作用，而且有利于提高藥物分子的溶解度。因此，如何快速構(gòu)建雜環(huán)分子骨架并高效地進行結(jié)構(gòu)多樣性合成，受到極大關(guān)注。

“如果通過一步簡單的碳—氫鍵活化對雜環(huán)化合物進行精準的官能團化，可大大縮短藥物分子的合成步驟，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)多樣性分子的快速合成與修飾，使得快速構(gòu)建龐大的藥物分子庫成為可能，將對藥物的篩選和發(fā)現(xiàn)起到巨大推動作用?！贝鬏x雄說。

他們構(gòu)建的催化體系實現(xiàn)了56個雜環(huán)化合物的碳—氫官能團化反應(yīng)，顯示了對雜環(huán)中N、S、P等原子的容忍性和底物結(jié)構(gòu)的兼容性，很好地克服了這些雜原子對反應(yīng)區(qū)域選擇性的影響。該反應(yīng)表現(xiàn)出很高的催化效率以及原子經(jīng)濟性，特別是采用空氣作為氧化劑，以0.5 mol% Pd2(dba)2作為催化劑在半小時內(nèi)就能夠完成，具有很好的實用價值。