伊利诺伊大学香槟分校
信用:CC0公共领域
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的一个研究小组发现了一种产生特殊分子的方法，这种分子可能为治疗目前无法治疗的疾病的新药打开大门
打开家用医药箱，你可能会发现氨的有机衍生物，称为胺
它们是当今药物中最普遍的结构之一
超过40%的药物和候选药物含有胺，其中60%的胺是叔胺，这是由与一个氮结合的三个碳命名的
叔胺存在于一些最有效的人类药物中，包括抗生素、乳腺癌和白血病药物、阿片类止痛药、抗组胺药、血液稀释剂、艾滋病治疗药物、抗偏头痛药物等
它们增加药物的溶解度，并能触发其关键的生物功能
尽管这种特殊类型的分子在今天的药物中很普遍，但是叔胺的许多潜在功能可能仍未被开发
这是因为制造它们的传统过程需要特定的受控条件，这从本质上限制了新叔胺的发现，而新叔胺可能会治疗许多目前无法治疗的疾病
现在，由莱肯大学化学教授M
Christina White和研究生Siraj Ali、Brenna Budaitis和Devon Fontaine发现了一种新的化学反应，一种碳-氢胺化交叉偶联反应，它创造了一种更快、更简单的制备叔胺的方法，而没有经典方法的固有限制
研究人员认为这也可以用来发现氮的新反应
化学家工具箱中的这一新反应将传统的叔胺构建过程(其经典化学反应需要针对每个分子的高度专业化的条件)转变为一个可以在空气和湿气中进行的程序，具有自动化的潜力
正如研究人员在他们最近发表在《科学》杂志上的论文中所描述的那样，这种新方法使用了他们小组发现的金属催化剂(Ma-WhiteSOX/钯)和两种结构单元——丰富的碳氢化合物(含有相邻C-H键的烯烃)和仲胺——来生成各种叔胺
怀特解释说，这有可能使化学家们获得许多不同的仲胺，并将它们与许多不同的烯烃偶联，这两种物质都是可以买到或容易制造的
“这些是稳定的原材料
你可以把它们放在单独的容器里，混合搭配，用我们的催化剂制造出许多不同的叔胺组合，”怀特说
“这种反应的灵活性使得叔胺药物的发现过程更加容易
" 经典反应和这种制造叔胺的新反应之间的区别就像从菜单上挑选特色三明治和用不同的配料制作自己的三明治之间的区别——在选择方面你有更多的灵活性
这种用于制备叔胺的高度灵活的系统也非常实用
“原则上，你可以在你的炉子上运行它，”怀特解释道
“你不需要采取很多预防措施来处理它，你可以在空气中运行它，而且你不必排除水
你只需要你的原材料，钯/SOX催化剂和一点热量
它应该像我们在实验室里做的那样工作
" 怀特解释说，当制药公司想要制造叔胺时，他们通常必须使用专门的程序，但这种反应允许你采用两种简单的、通常是商业的起始材料，并使用相同的程序将它们放在一起
“因为条件非常简单，并且适用于如此多不同的胺和烯烃，所以采用这种反应实现自动化的潜力很大，”怀特说
该团队在这一发现中克服的主要挑战是解决C-H功能化化学中的一个长期存在的问题:用碱性仲胺取代分子碳框架上om上的氢，直接生成叔胺
金属催化剂更喜欢与碱性胺相互作用，而不是与烯烃中的C-H键相互作用
该小组假设胺盐(易于使用和储存的胺-BF3盐)可以防止这种与催化剂的相互作用
就像大坝调节水的流动一样，该团队的钯/SOX催化剂调节胺从盐中的缓慢释放，并介导仲胺和烃的偶联，形成叔胺产物
为了展示这种新化学反应的威力，研究人员在他们的研究中制造了81种叔胺，将各种复杂的、医学相关的仲胺与许多含有活性官能团的复杂烯烃偶联
这包括在传统的叔胺制造工艺中与仲胺反应的官能团
为了进一步展示发现新药的潜力，研究小组还将这种新反应应用于12种现有药物化合物的有效合成，包括抗精神病药Abilify、抗真菌药Naftin以及11种复杂药物衍生物，包括抗抑郁药Paxil和Prozac以及血液稀释剂Plavix
除了这种反应在制药工业中被用作加速发现新的叔胺药物的平台之外，研究人员还认为他们的催化剂控制的缓慢释放策略可以被其他研究人员用来发现许多其他与氮的新反应
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