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新催化剂助力“神奇甲基”反应

时间:2020-03-23     泉源:中国科学报

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一种新的催化剂可使甲基取代氢原子,,,,,从而大大提高药物的效力。。 。。图片泉源:KAIBO FENG

多年来,,,,,药物研发化学家一直在起劲简化一个能将药物效力提高2000倍的历程——神奇的甲基化。。 。。这种反应会扫除单个氢原子,,,,,并以甲基替换,,,,,从而重塑药物分子,,,,,使其更容易与生物靶点相互作用。。 。。

可是,,,,,这一要领提及来容易做起来难,,,,,很少有研究职员愿意去实验。。 。。

现在,,,,,终于有人愿意去碰这颗“硬钉子”。。 。。据《科学》报道,,,,,美国伊利诺伊大学香槟分校有机化学家M.Christina White研究小组报告称,,,,,他们已经发明了一种新催化剂,,,,,可以在种种类药物分子上轻松举行上述那种“精妙”的化学反应,,,,,这一希望或可为从癌症到熏染病等,,,,,种种疾病的治疗提供新要领。。 。。

White诠释说,,,,,为了告竣上述神奇反应,,,,,相识化学家构建药物分子的要领是很有资助的。。 。。大大都药物分子都含有一个碳骨架,,,,,通常呈棒状或环状,,,,,每个碳上都挂着多个氢原子。。 。 ;;;Ъ矣倘绶肿油饪埔缴,,,,,切除特定的碳原子或氢原子,,,,,并用氧原子或氮原子取代它们。。 。。若是研究职员想添加一个神奇的甲基(由一个碳原子与三个氢原子连系而成),,,,,他们往往必需从构建一个新骨架最先。。 。。

White试图找到一种要领,,,,,在药物制造历程的最后添加一个甲基。。 。。为了做到这一点,,,,,她需要通过“手术”一次剪断一个碳—氢(C-H)键的同时,,,,,而不破损分子中其他十几个或更多的C-H键。。 。。可是由于C-H键是有机分子中最强的键之一,,,,,这使得仅针对一个键动“手术”而不影响其他键变得越发难题。。 。。

在自然情形中,,,,,构建和重塑分子的方法是通过重大的酶来完成,,,,,它们可以捉住碳氢化合物支架,,,,,这样只有一个C-H键接触到酶的催化位点。。 。。然而,,,,,每种酶通常只对一种特定的分子起作用。。 。。

White说:“我们希望发明一种试剂,,,,,在具有选择性的同时也具有普遍性。。 。。”

为了找到这种催化剂,,,,,2007年,,,,,White和其时的研究生Mark Chen设计了一种中心含有一个铁原子的雪花状化合物,,,,,并实验用其在类药物分子中的理想点上添入氧原子。。 。。实验发明,,,,,这种催化剂可以像酶一样有选择性地事情。。 。。但它并不可在许多分子结构上起作用,,,,,或者在靠近药物分子中最为常见的氮原子时起作用。。 。。

面临波折,,,,,White团队坚持了下来。。 。。2015年,,,,,她和同事设计了一种允许铁催化剂和其变体,,,,,向类药物分子中添加氧原子的新条件。。 。。2019年,,,,,他们制造了一种类似的锰基催化剂,,,,,在含有氮和其他常见添加剂的类药物分子上举行氧氢交流。。 。。

在上述研究基础上,,,,,现在White团队研发出的化学添加剂可资助完成“神奇甲基”反应。。 。。在用氧原子取代氢原子之后,,,,,它从一种称为三甲基铝的试剂中,,,,,窃取一个甲基并将其插入氧原子的位置。。 。。

White团队研究职员克日在《自然》上报告说,,,,,他们已经对41种差别的碳氢化合物举行了这种分子手术,,,,,其中包括16种常见的类药物支架。。 。。

这种试剂将使在药物分子中插入“神奇甲基”变得简朴、廉价。。 。。若是加入甲基确实增添了药物效力,,,,,医生可能会给病人的药物减小剂量。。 。。这样可以提高用药清静性,,,,,镌汰副作用。。 。。

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