中國教育在線
北京時(shi)間10月28日，國(guo)際(ji)權威期刊(kan)Nature發表(biao)了國(guo)科(ke)大(da)杭州高等研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)（以(yi)下簡(jian)稱(cheng)“杭高院(yuan)”）化學(xue)與材料科(ke)學(xue)學(xue)院(yuan)（以(yi)下簡(jian)稱(cheng)“化材學(xue)院(yuan)”）研(yan)(yan)究(jiu)員張夏衡(heng)團隊最新成果(guo)(guo)——“Direct deaminative functionalization with N-nitroamines”。該成果(guo)(guo)受到Nature四位(wei)主審稿(gao)(gao)人的高度評價，作(zuo)(zuo)為審稿(gao)(gao)人之(zhi)一的國(guo)際(ji)制藥(yao)巨(ju)頭(tou)輝瑞公司(si)高級研(yan)(yan)發總(zong)監Scott Bagley給予評價：“true tour de force”（法語：真正的杰作(zuo)(zuo)）。
該團隊刊登成果(guo)突破性(xing)提出了一種借(jie)助(zhu)N-硝(xiao)胺實(shi)現直接脫(tuo)氨官能(neng)團化(hua)的(de)(de)全新方(fang)法，能(neng)夠高效地將惰性(xing)芳香(xiang)族碳(tan)(tan)-氮(dan)(dan)鍵直接轉(zhuan)化(hua)為多種重要(yao)化(hua)學鍵（包括碳(tan)(tan)-鹵素鍵、碳(tan)(tan)-氧(yang)鍵、碳(tan)(tan)-氮(dan)(dan)鍵及碳(tan)(tan)-碳(tan)(tan)鍵等）。該方(fang)案僅需使用實(shi)驗(yan)室中常(chang)見普通的(de)(de)試劑，即能(neng)高效實(shi)現目標產物公斤級的(de)(de)規模化(hua)合成，顛覆了工業領域(yu)(yu)140年來沿用的(de)(de)傳統(tong)(tong)工藝，為傳統(tong)(tong)上廣(guang)泛使用卻因易爆性(xing)和高風險而(er)受(shou)限的(de)(de)芳基重氮(dan)(dan)化(hua)學提供了一種安全、經濟(ji)的(de)(de)新方(fang)案，有望在制藥(yao)、材料制造等多個重要(yao)領域(yu)(yu)獲得廣(guang)泛應用。
芳香(xiang)胺作(zuo)為(wei)(wei)生物活性(xing)分子里極(ji)為(wei)(wei)常見的(de)(de)(de)官能團之(zhi)一，廣泛存(cun)在(zai)于藥物、天然產物以及農藥等(deng)多種化(hua)合物結構之(zhi)中(zhong)。盡管(guan)其在(zai)分子構建中(zhong)扮(ban)演(yan)著重(zhong)要的(de)(de)(de)結構基(ji)石角色，然而將(jiang)其用作(zuo)合成砌塊的(de)(de)(de)研究進展卻(que)相對滯后，尚未得到充(chong)分開發。在(zai)過去的(de)(de)(de)一個多世紀(ji)里，工業(ye)領域(yu)通常先將(jiang)芳香(xiang)胺轉化(hua)為(wei)(wei)名為(wei)(wei)“重(zhong)氮(dan)鹽”的(de)(de)(de)中(zhong)間體，進而利用重(zhong)氮(dan)化(hua)合物的(de)(de)(de)高反(fan)應活性(xing)開展后續轉化(hua)。該分步策略存(cun)在(zai)諸多弊端，如重(zhong)氮(dan)鹽穩定性(xing)差、具有爆炸危險性(xing)，基(ji)于芳基(ji)重(zhong)氮(dan)鹽的(de)(de)(de)工藝(yi)還面臨化(hua)學計(ji)量級銅消耗大、底(di)物兼容性(xing)受限等(deng)問題。
芳香胺的直接脫氨官能團化反應
張(zhang)夏(xia)衡團隊面向綠色(se)藥物合成方法和(he)工藝開發(fa)、活(huo)(huo)性(xing)分子精(jing)準(zhun)修(xiu)飾等生物醫藥前沿領域，在國際權(quan)威期刊Nature、Nature Chemistry、Nature Communications、Science Advances等發(fa)表(biao)多(duo)篇重(zhong)要學(xue)術(shu)論文，為活(huo)(huo)性(xing)分子的(de)綠色(se)、可持(chi)續高效合成和(he)精(jing)準(zhun)修(xiu)飾提供了有力(li)(li)支撐。為攻克(ke)這些(xie)難題，張(zhang)夏(xia)衡團隊歷經三(san)年時間，一直致力(li)(li)于尋找芳胺直接(jie)活(huo)(huo)化路徑，最終(zhong)，成功運用實驗室常見(jian)且廉(lian)價(jia)的(de)化學(xue)試劑(ji)開發(fa)出全新的(de)直接(jie)脫氨官能團化技(ji)術(shu)。
張夏衡團隊
該(gai)研究利用(yong)芳(fang)香(xiang)胺(an)(an)在(zai)硝酸介導下原位(wei)形成N-硝胺(an)(an)中(zhong)間體(ti)，隨(sui)后通過脫除一氧化二氮(dan)（N?O），實(shi)現(xian)芳(fang)香(xiang)C?N鍵向(xiang)多種C?X鍵（包括(kuo)C?Br, C?Cl, C?I, C?F, C?N, C?S, C?Se與C?O）以及(ji)C?C鍵的高(gao)效直接轉化。與經典(dian)的Sandmeyer反應條(tiao)件相比(bi)，新方法(fa)在(zai)藥(yao)物合成中(zhong)常用(yong)的多氮(dan)雜環體(ti)系里展(zhan)現(xian)出(chu)顯(xian)著優(you)勢；與其他脫氨(an)官能化方法(fa)相比(bi)，此(ci)策略的核心優(you)勢在(zai)于僅憑實(shi)驗室極易獲取的簡單試劑，就實(shi)現(xian)了(le)出(chu)色的通用(yong)性：幾乎適用(yong)于所有類型的藥(yao)用(yong)雜芳(fang)胺(an)(an)及(ji)電性、結(jie)構各異的苯胺(an)(an)衍生(sheng)物，不受(shou)氨(an)基位(wei)置限制，并(bing)且(qie)能夠以簡易操作(zuo)實(shi)現(xian)公(gong)斤級的規模化生(sheng)產。
此外，為(wei)進一(yi)步(bu)提高操作(zuo)便捷性，該研究還(huan)開發了(le)一(yi)鍋法脫氨交叉偶聯策略。只需在脫氨反(fan)(fan)應(ying)(ying)中(zhong)(zhong)間體中(zhong)(zhong)直接加入(ru)相應(ying)(ying)的偶聯試劑，即可在同一(yi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)體系中(zhong)(zhong)完成多(duo)種交叉偶聯反(fan)(fan)應(ying)(ying)，包括Negishi偶聯、還(huan)原(yuan)交叉偶聯、Ullmann-Ma反(fan)(fan)應(ying)(ying)、Buchwald-Hartwig反(fan)(fan)應(ying)(ying)、金屬(shu)光氧(yang)化還(huan)原(yuan)催化、Hirao反(fan)(fan)應(ying)(ying)及磺(huang)酰化反(fan)(fan)應(ying)(ying)等。這(zhe)為(wei)從易得原(yuan)料快速(su)構(gou)建復雜分子開辟了(le)新途徑，對藥物化學領域的研發工作(zuo)具有重要推動作(zuo)用(yong)。
脫氨官能團化的底物適用范圍
國科(ke)(ke)(ke)大杭高(gao)(gao)院(yuan)(yuan)化材學(xue)院(yuan)(yuan)博士后(hou)屠(tu)廣亮(liang)、研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)生肖可、副研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan)陳小(xiao)(xiao)平和國科(ke)(ke)(ke)大研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)生許浩然(ran)（培養單位：中國科(ke)(ke)(ke)學(xue)院(yuan)(yuan)上海有(you)機(ji)化學(xue)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)(suo)）為論文共同第一作(zuo)者。該研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)項目實驗部分由(you)張夏(xia)(xia)衡(heng)團隊完成，機(ji)理計算部分由(you)國科(ke)(ke)(ke)大杭高(gao)(gao)院(yuan)(yuan)/中國科(ke)(ke)(ke)學(xue)院(yuan)(yuan)上海有(you)機(ji)化學(xue)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)(suo)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan)薛小(xiao)(xiao)松(song)團隊完成。張夏(xia)(xia)衡(heng)和薛小(xiao)(xiao)松(song)為該論文通訊(xun)作(zuo)者，國科(ke)(ke)(ke)大杭高(gao)(gao)院(yuan)(yuan)為該論文的第一署名和通訊(xun)單位。此項科(ke)(ke)(ke)研(yan)(yan)(yan)工作(zuo)得到了國家自(zi)然(ran)科(ke)(ke)(ke)學(xue)基金、浙江省自(zi)然(ran)科(ke)(ke)(ke)學(xue)基金、杭州市和杭高(gao)(gao)院(yuan)(yuan)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)項目等經費的支持(chi)。
① 凡本站(zhan)注(zhu)明“稿件(jian)來源：中國(guo)教育在(zai)線(xian)”的(de)(de)所(suo)有(you)文字、圖片和音(yin)視頻稿件(jian)，版權均屬(shu)本網所(suo)有(you)，任何(he)媒體(ti)、網站(zhan)或個人未經本網協議(yi)授權不得轉(zhuan)載、鏈接、轉(zhuan)貼或以其他(ta)方式復制(zhi)發表。已(yi)經本站(zhan)協議(yi)授權的(de)(de)媒體(ti)、網站(zhan)，在(zai)下載使用時必須注(zhu)明“稿件(jian)來源：中國(guo)教育在(zai)線(xian)”，違者本站(zhan)將依(yi)法追(zhui)究責任。
② 本(ben)站(zhan)注明稿(gao)件(jian)(jian)來源為其(qi)他媒體(ti)的(de)文/圖(tu)等稿(gao)件(jian)(jian)均為轉載(zai)稿(gao)，本(ben)站(zhan)轉載(zai)出于非商業(ye)性的(de)教育和科(ke)研之目的(de)，并不意味著(zhu)贊同其(qi)觀點或證實其(qi)內(nei)容的(de)真(zhen)實性。如轉載(zai)稿(gao)涉及(ji)版權等問題，請作者在兩(liang)周內(nei)速來電或來函聯(lian)系。
