断键形成键新化学反应在药物化学中的潜在应用

由NunoMaulide领导的维也纳大学化学家团队在化学合成领域取得了重大突破，开发了一种操纵碳氢键的新方法。这一发现为带正电碳原子的分子相互作用提供了新的见解。

通过选择性地靶向特定的C-H键，它们打开了以前关闭的合成途径的大门，并在医学上具有潜在的应用。该研究发表在《科学》杂志上。

包括人类在内的生物体的复杂性主要归功于主要由碳、氢、氮和氧组成的分子。这些组成部分构成了包括药物在内的无数日常生活必需物质的基础。当化学家开始合成新药时，他们通过一系列化学反应操纵分子，以创造具有独特性质和结构的化合物。

这个过程涉及原子之间键的断裂和形成。有些键，例如碳和氢之间的键(C-H键)特别牢固，需要相当大的能量才能断裂，而其他键则更容易修改。虽然有机化合物通常包含数十个C-H键，但化学家传统上不得不求助于操纵其他较弱的键。这种键很少见，通常需要在额外的合成步骤中引入，使得这种方法成本高昂，因此，人们寻求更有效和可持续的合成方法。

C-H激活的概念是一种革命性的方法，能够直接操纵强C-H键。这一突破不仅提高了合成过程的效率，而且通常还可以减少其对环境的影响，并为药物发现提供更可持续的途径。

一个关键的挑战是精确操纵包含许多不同C-H键的分子内的特定C-H键。这一障碍被称为“选择性问题”，常常阻碍已建立的C-H活化反应的更广泛应用。

针对特定的C-H键

由Maulide领导的维也纳大学研究人员现已开发出一种新的C-H活化反应，可以解决选择性问题并能够合成复杂的碳基分子。通过以极高的精度选择性地靶向特定的C-H键，它们打开了之前关闭的合成途径的大门。

Maulide小组专注于所谓的“碳正离子”(即含有带正电碳原子的分子)作为关键中间体。“传统上，碳阳离子通过消除与碳原子相邻的氢原子进行反应，在产物中形成碳-碳双键，”莫利德解释道。

“具有双键的产品(称为烯烃)非常有用。但是，有时需要单键而不是双键。”

“我们发现，在某些情况下，反应性可以采取新的方向。这会导致一种称为‘远程消除’的现象，从而形成新的碳-碳单键——这种现象以前从未被研究过，”该研究的第一作者PhillipGrant和MilosVavrík解释道。

研究人员通过合成十氢萘(许多药物的组成部分)证明了这种新的反应性。

“十氢萘是一类在许多生物活性化合物中发现的环状碳基分子。我们现在可以以更有效的方式生产这些分子，可能有助于开发新的、更有效的药物，”Maulide总结道。