萊斯大學(xué)的科學(xué)家們通過(guò)他們最新發(fā)現(xiàn)的一步法為藥物，殺蟲(chóng)劑，肥料和其他產(chǎn)品添加氮來(lái)為有機(jī)化學(xué)家提供了推動(dòng)力。

水稻合成有機(jī)化學(xué)家LászlóKürti表示，該方法在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志上發(fā)表，是向前邁出的重要一步，因?yàn)樗梢约涌觳⑻岣弑环Q為α-氨基酮的有價(jià)值分子的產(chǎn)量。

酮類是天然存在的碳基化合物，也是化學(xué)工業(yè)的重要原料。伯氨基(NH 2)是存在于許多重要化學(xué)產(chǎn)品中的官能團(tuán)。它含有一個(gè)氮原子和兩個(gè)氫原子。當(dāng)酮在α碳上被伯氨基官能化時(shí)，它形成稱為伯α-氨基酮的化合物。

“這是一個(gè)很好的前體，因?yàn)樵贜H2上沒(méi)有額外的功能化，如?；梢赞D(zhuǎn)換成你想要的任何東西，”化學(xué)副教授Kürti說(shuō)。“以前，這就是問(wèn)題所在：人們會(huì)在那里放置氮?dú)獠⒕哂蓄~外的功能，但是獲得免費(fèi)NH2所需的進(jìn)一步處理是復(fù)雜的。”

博士后研究員周哲在室溫下將甲硅烷基烯醇醚和氮源在普通溶劑六氟異丙醇中混合后發(fā)現(xiàn)了這種反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)它模仿了Rubottom氧化，這是一種氧化烯醇醚的既定技術(shù)。

“氧氣通常被置于阿爾法位置，”Kürti說(shuō)。“但氮?dú)?，沒(méi)有。我們是第一個(gè)在大量底物中證明這是可能的，而且很簡(jiǎn)單。事實(shí)證明，溶劑本身會(huì)催化反應(yīng)。”

周和共同作者和博士后研究員Qing-Qing Cheng對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)，然后通過(guò)制備19種氨基酮，包括三種合成氨基酸前體進(jìn)行了測(cè)試。“這些非天然氨基酸對(duì)藥物設(shè)計(jì)具有重要意義，”Kürti說(shuō)。“生物體內(nèi)的酶促過(guò)程不會(huì)攻擊它們，因?yàn)樗鼈儾贿m合酶的口袋。”

“在我們完成這個(gè)過(guò)程之前，制作這些結(jié)構(gòu)并非不可能，”周說(shuō)。“這只是非常復(fù)雜并采取了許多步驟。通常，目標(biāo)是通過(guò)最直接的方法獲得它們。”

Kürti實(shí)驗(yàn)室早期的合成工藝消除了在胺制造中對(duì)過(guò)渡金屬基催化劑的需求，以簡(jiǎn)化制造新化合物如藥物時(shí)常用且通常效率低下的試錯(cuò)方法。加速胺化的金屬基催化劑 - 將胺基引入有機(jī)分子 - 也會(huì)污染產(chǎn)品，因此新工藝也避免了它們。

“我們的胺化方法有望取代共同的三步法生產(chǎn)α-氨基酮，而且產(chǎn)量相當(dāng)，非常好，”周說(shuō)。“在標(biāo)準(zhǔn)流程中，每一步都會(huì)降低產(chǎn)量，因此即使產(chǎn)量相同，一步法仍然優(yōu)越，因?yàn)樗ㄙM(fèi)的時(shí)間更少，出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)也更小。

“你想要的最后一件事就是從一開(kāi)始就得到八步，然后在第九步毀掉它，因?yàn)闂l件不夠有選擇性，”他說(shuō)。“切割步驟總是有益于有機(jī)合成。”

Kürti很高興看到他的社交媒體報(bào)道在發(fā)表論文時(shí)得到了同行和工業(yè)熟人的祝賀。

“對(duì)于后期功能化有一個(gè)新的趨勢(shì)，那些擁有現(xiàn)有化合物庫(kù)的公司可以采取其中的100個(gè)并進(jìn)行額外的步驟來(lái)制造100種新化合物，”他說(shuō)。“因此，從知識(shí)產(chǎn)權(quán)的角度來(lái)看，我們的發(fā)現(xiàn)對(duì)工業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的禮物。這真的是一個(gè)發(fā)現(xiàn)的寶石。”