化學(xué)家利用光來構(gòu)建生物活性化合物

一些生物活性最強(qiáng)的分子，包括合成藥物，都含有一個(gè)中心的，含氮的化學(xué)結(jié)構(gòu)，稱為異喹核苷。該核心具有三維形狀，這意味著它比平面的二維分子更容易與酶和蛋白質(zhì)相互作用。不幸的是，制備異喹核苷和相關(guān)的脫氫異喹核苷的方法具有許多缺點(diǎn)，這使得科學(xué)家們更加難以發(fā)現(xiàn)新的藥用化合物。德國(guó)明斯特大學(xué)的Frank Glorius教授帶領(lǐng)的一組研究人員現(xiàn)已發(fā)表了一種實(shí)現(xiàn)這種反應(yīng)的新方法。該研究發(fā)表在《化學(xué)》雜志上。

背景與方法：

制備三維核心結(jié)構(gòu)的幾種方法涉及在平面結(jié)構(gòu)上添加另一個(gè)分子。兩個(gè)分子的內(nèi)部鍵經(jīng)過重組，在稱為環(huán)加成的轉(zhuǎn)化中在它們之間創(chuàng)建新的鍵。在異喹核苷的情況下，由于該平坦的起始分子，即所謂的吡啶，非常穩(wěn)定，因此對(duì)該化學(xué)反應(yīng)具有高的能量屏障。這意味著簡(jiǎn)單加熱反應(yīng)不足以使其發(fā)生。

在新開發(fā)的方法中，一種特殊的“光催化劑”能夠?qū)碜运{(lán)色LED的光能轉(zhuǎn)移，以將包含碳-碳雙鍵的原料激發(fā)到高能態(tài)。然后，被激發(fā)的分子能夠加成到附近的吡啶中以得到脫氫異喹核苷。科學(xué)家公開了這些化合物的44個(gè)實(shí)例，隨后可以轉(zhuǎn)化為異喹核苷和其他有用的結(jié)構(gòu)。

該研究的重點(diǎn)是光催化劑的可循環(huán)利用性，其可使用十次以上而不會(huì)降低其活性?？茖W(xué)家還進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以了解反應(yīng)機(jī)理的機(jī)械細(xì)節(jié)，并得到了計(jì)算結(jié)果的支持。

第一作者馬佳佳博士說：“我們希望這項(xiàng)工作能激發(fā)其他化學(xué)家探索所謂的'能量轉(zhuǎn)移催化'領(lǐng)域，并且更容易獲得這些有價(jià)值的分子將加速新藥分子的發(fā)展。”研究。