化學家利用光來構建生物活性化合物

一些生物活性最強的分子，包括合成藥物，都含有一個中心的，含氮的化學結構，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的脫氫異喹核苷的方法具有許多缺點，這使得科學家們更加難以發(fā)現(xiàn)新的藥用化合物。德國明斯特大學的Frank Glorius教授帶領的一組研究人員現(xiàn)已發(fā)表了一種實現(xiàn)這種反應的新方法。該研究發(fā)表在《化學》雜志上。

背景與方法：

制備三維核心結構的幾種方法涉及在平面結構上添加另一個分子。兩個分子的內(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，因此對該化學反應具有高的能量屏障。這意味著簡單加熱反應不足以使其發(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{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?？茖W家公開了這些化合物的44個實例，隨后可以轉(zhuǎn)化為異喹核苷和其他有用的結構。

該研究的重點是光催化劑的可循環(huán)利用性，其可使用十次以上而不會降低其活性。科學家還進行了實驗，以了解反應機理的機械細節(jié)，并得到了計算結果的支持。

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