新的分子编辑方法扩展了药物设计的可能性

一种强大的新方法可以精确、灵活地修饰称为双环氮杂芳烃的一类化合物(通常用于构建药物分子)。该方法预计将很容易被制药行业采用，因为它使化学家能够更容易地设计和合成新颖的结构，包括潜在的重磅药物。

具体来说，该方法允许化学家在双环氮杂芳烃的各个位点上选择性地修饰与简单氢原子结合的多个碳原子。双环氮杂芳烃是一种相对简单的有机分子，包含两个环状主链，主要由碳原子组成，但具有至少一个氮原子。

斯克里普斯研究中心化学教授于金泉(Jin-QuanYu)博士表示：“我们还预计很快会将这种方法扩展到其他类别的起始化合物。”他与该大学化学和生物化学教授肯德尔·霍克(KendallHouk)博士合作加利福尼亚州洛杉矶的工作。他们在《自然》杂志上报告了他们的成就(“通过距离、几何和手性对氮杂芳烃C-H键进行分子编辑”)。

无数现有的药物和医学相关的天然化合物都是由双环氮杂芳烃支架构建的。尽管化学家已经开发出数百种可以将起始化合物转化为其他化合物的反应，但他们长期以来一直在寻求灵活且通用的分子编辑方法，以修改起始分子中的特定原子(通常是碳)。

分子编辑的概念似乎是一个不可能实现的梦想，因为很难设计出可以直接修改一个特定原子而不是具有相似化学性质的其他原子的反应。

新方法是CH(碳氢)功能化的一种变体，涉及从碳原子中去除氢原子并用一组更复杂的原子取代它。研究人员在文章中写道：“通过连续选择性CH官能化对[CH]键进行直接分子编辑有可能快速进入不同的化学空间。”

他们的方法采用了专门设计的辅助分子(称为定向模板)，这些分子可逆地锚定到起始分子上，并在所需位点有效地引导CH官能化。“我们新方法的一个关键方面是，模板指导CH功能化不是基于传统的电子标准，而是基于到目标的路径的距离和几何形状，”Yu解释道。

模板指导反应，但不会被反应消耗，因此无需不断补充即可继续工作。

由于新方法的简便性和多功能性，预计将对药物化学家有用。考虑到这一点，研究人员证明了他们的药物发现方法的可行性。

研究人员写道：“抗癌天然产物喜树碱的不同后期位点选择性CH功能化首先证明了这种方法在药物发现背景下的适用性。”“将喜树碱置于我们的C6选择性模板中，产生了一种新型类似物……产率63%，而相应的C7选择性模板产生了其区域异构体……产率25%。还证明了关键药效团的成功CH编辑，提供了抗癌药物卡博替尼和抗疟药物氯喹的新型类似物。”

“最后，我们渴望解决在喹啉支架上以任何所需顺序执行连续位点选择性后期‘分子编辑’的终极挑战;它的可行性[被]通过成功的迭代C-H激活来访问产品而得到证明……具有不同的替代品，”他们写道。