阿姆斯特丹大学范特霍夫分子科学研究所流动化学小组的研究人员开发了一种模块化流动化学平台,用于安全高效地执行SuFEx(硫(VI)氟化物交换)点击化学。

新的模块化流程平台可改善SuFEx点击化学反应

在刚刚发表在《自然合成》上的一篇论文中,他们描述了他们的平台如何以安全和受控的方式产生有毒气态试剂硫酰氟,以及它如何促进随后用于治疗目的的小分子、肽和蛋白质的快速和选择性功能化。

点击化学——2022年诺贝尔化学奖的主题——是一种快速连接化学片段的强大而有效的方法。一种流行的、高度通用的点击化学类型涉及所谓的SuFEx(硫(VI)氟化物交换)反应。它在温和条件下形成共价键,可以大大简化治疗相关小分子、肽和蛋白质的合成。

简单、安全且可扩展

SuFEx化学涉及连接-SO2F分子部分,之后F原子可以很容易地被一系列具有治疗价值的功能性分子基团取代。用于引入-SO2F部分的明显试剂是气态组分硫酰氟SO2F2,但由于其具有轻微毒性,因此需要复杂的合成程序以避免其直接使用。在他们的NatureSynthesis论文中,阿姆斯特丹化学家现在提出了一种使用微流体技术的模块化系统,使整个SuFEx程序变得简单、安全且易于扩展。

该系统由两个互连的流动反应器组成。第一种方法是通过廉价的商品化学品硫酰氯(SO2Cl2)和氟化钾(KF)以受控和定量的方式生成硫酰氟。在第二个反应器中,生成的气态硫酰氟与其他反应物混合,最终产生所需的SuFEx产品。通过立即反应去除硫酰氟,模块化系统有效地消除了有毒反应物的安全和实际问题。

在探索系统性能的同时,研究人员能够在短短两分钟的停留时间内获得多种具有优异产量的SuFEx产品。他们将这种短的停留时间归因于流动系统中气相和液相之间的紧密接触。

完全基于SuFEx的点击化学

研究人员报告说,使用该新颖平台可以成功地对多种天然产物、药物和荧光示踪剂进行反应。他们特别提到,现在可以使用硫酰氟作为可行的试剂,在各种苯酚和氨基官能团上安装-SO2F手柄。他们希望他们的平台能够以最少的精力和时间促进大型SuFEx化合物库的生成。

利用其方法的模块化性质,研究人员开发了一个多步骤系统来执行完整的基于SuFEx的点击化学。它们对一系列治疗相关的小分子、肽和蛋白质表现出优异的官能团耐受性和选择性。在许多情况下,他们的系统优于文献中报道的“传统”实验程序。关于直接蛋白质修饰,它被证明是迄今为止报道的最快的方法之一。

总体而言,他们认为其新颖的模块化流动系统是一种宝贵的工具,可促进硫酰氟与多种结构不同的底物之间发生非常快速且高产的SuFEx反应。