一、架編輯【科學(xué)背景】

骨架編輯是吡啶一種簡(jiǎn)單的合成策略，用于復(fù)雜分子核心環(huán)結(jié)構(gòu)中原子的到苯精確取代或重排。通常情況下，材料分子骨架中原子的架編輯改變會(huì)對(duì)其性能（如：氫鍵、極性、吡啶代謝穩(wěn)定性、到苯靶點(diǎn)特異性、材料溶解度等）產(chǎn)生巨大影響。架編輯因此，吡啶在分子骨架中插入、到苯刪除或替換一個(gè)或多個(gè)原子的材料骨架編輯方法的開發(fā)，可以加速藥物的架編輯發(fā)現(xiàn)。吡啶環(huán)是吡啶藥物和材料中無處不在的結(jié)構(gòu)核心。它的到苯反應(yīng)活性以及選擇性化學(xué)修飾主要依賴于π系統(tǒng)的固有缺電子屬性和氮原子的σ供電子能力。然而，目前這些強(qiáng)大、高效的骨架編輯策略只適用于雜芳烴核心結(jié)構(gòu)修飾，無法用于吡啶的骨架編輯。基于此，近期德國(guó)明斯特大學(xué)Armido Studer團(tuán)隊(duì)在Nat. Chem.上展示通過從C=N到C=C的原子對(duì)交換，直接對(duì)吡啶骨架進(jìn)行編輯。本論文第一作者為武漢大學(xué)程強(qiáng)教授。

二、【科學(xué)貢獻(xiàn)】

研究人員利用吡啶的順序環(huán)化-脫芳基化，然后與親雙烯體化合物[4+2]環(huán)加成，隨后重芳香化逆環(huán)加成在溫和條件下將吡啶骨架的C=N轉(zhuǎn)化為C=C。通過這種骨架編輯方法，可以在芳烴部分具有優(yōu)異區(qū)域選擇性的特定位置引入對(duì)合成有利的官能團(tuán)，如羧酸鹽、膦酸鹽、磺酰氟和三氟甲基。

圖1 ?吡啶骨架編輯策略? 2024 Springer Nature

為了展示所開發(fā)的吡啶骨架編輯策略的應(yīng)用潛力，研究人員將該反應(yīng)應(yīng)用于藥物和藥物衍生物的后期修飾。

圖2 ?骨架編輯策略的應(yīng)用? 2024 Springer Nature

三、【創(chuàng)新點(diǎn)】

本研究開發(fā)了吡啶的直接骨架編輯，采用一鍋順序脫芳基、環(huán)加成和重構(gòu)逆環(huán)化過程，通過從C=N到C=C的原子對(duì)交換，以模塊化的方式生成苯和萘。

四、【科學(xué)啟迪】

綜上，研究人員開發(fā)了一種通用的原子對(duì)交換策略。通過一鍋順序脫芳基、環(huán)加成和重構(gòu)逆環(huán)化過程對(duì)吡啶進(jìn)行骨架編輯。這些反應(yīng)是穩(wěn)健的，在沒有任何催化劑的情況下發(fā)生，并且對(duì)于吡啶和親二烯組分都顯示出廣泛的底物范圍。取代的苯和萘是以模塊化的方式形成，并精確地安裝了不同的官能團(tuán)。該方法的實(shí)用性已通過在藥物修飾和復(fù)雜分子片段偶聯(lián)中的成功后期應(yīng)用得到證明。

原文詳情：https://www.nature.com/articles/s41557-023-01428-2

本文由大兵哥供稿。