化学家用一种起始材料生产出所有八种可能的聚丙酸酯结构单元变体

为了合成潜在的药物或天然产物，您需要具有特定镜像变体且具有高纯度的天然物质。波恩大学的化学家首次以相对简单的过程，从单一起始材料成功生产出所有八种可能的聚丙酸酯结构单元变体。他们的工作现已发表在AngewandteChemie国际版上。

聚丙酸盐是有助于拯救生命的天然产品。它们被用来制造储备抗生素，这些化合物仅用于治疗耐药细菌引起的感染。在自然界中，手性化合物存在两种不同的变体，它们具有相同的分子式，但彼此是镜像，就像右手和左手一样。化学家称之为“手性”，字面意思是“用手性”。

“有趣的是，镜像形式可以具有非常不同的特性，”波恩大学凯库勒有机化学和生物化学研究所的AndreasGansäuer教授解释道。“一个众所周知的例子无疑是香芹酮。这种分子的右旋或‘右旋’形式具有香菜的气味，而其左旋或‘左旋’形式则赋予了薄荷独特的气味。”

许多药物还含有其镜像形式具有不同特性的分子。“不同的特性也会在人体内产生不同的影响，因此在药物中使用正确的形式至关重要，”Gansäuer说，他也是波恩大学物质跨学科研究领域的成员。

“虽然聚丙酸酯是天然存在的，但我们需要它们具有高度选择性，即特定的变体，并且具有高纯度，以便将它们用于药物制造，”他补充道，指出了问题所在。“然而，到目前为止，合成聚丙酸酯的制造过程既复杂又耗时。”

他和他的团队现在想出了一种方法，可以轻松生产所需的变体。“我们能够用单一起始材料(本例中为酒精)生产八种不同的变体，”Gansäuer透露。聚丙酸酯是由具有交替序列的甲基和羟基的烃链组成的化合物。“链上三个碳原子上连接的不同取代基给了我们总共八种不同的形式，我们称之为聚丙酸酯结构单元的异构体。”

波恩大学的研究人员使用两种已知的方法来制造八种异构体的前四种前体，并添加了一种新的方法，称为氢化硅烷化。“我们通过添加氟化物(右旋型)或钛(左旋型)来生产异构体，”Gansäuer说。

这个过程类似于树上树枝的形成过程。这一切都从树干开始，在这种情况下是酒精，首先从树干上分裂出两条树枝。这会产生镜像变体的环氧化物——一种含有氧原子的三元环结构。通过向每个支链添加烯烃(碳-碳双键)，由前两个支链形成另外两个支链。在最后一步，即环氧化物的氢化硅烷化，总共八个分支从这四个分支中分裂出来。

该技术有几个好处。“我们的方法在室温下有效，”Gansäuer说。“一些经典反应必须在非常低的温度下进行。此外，我们不再需要使用贵金属作为催化剂，这意味着我们的方法更具可持续性。”

“我们的工作将能够用作合成药物的基础。当你制造药物时，你永远不会提前知道你需要什么形式的物质。物质筛选通常涉及测试数千种异构体以识别正确的异构体“如果你能产生八种不同的形式，如图所示，你还可以制造出任意数量的其他有趣的物质，从​​而更有可能找到有效的结构，”Gansäuer说。