目前我国有没有在进行什么化学反应? 吡啶酮化学性质
相信目前我国有没有在进行什么化学反应?,吡啶酮化学性质的知识很多朋友都不是很了解,今天恋上小编特意整理了这方面的知识,希望能帮助到大家!
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一、目前我国有没有在进行什么化学反应?
很多药物的结构非常相似。如果你研究最常见的药物,你会发现它们都有一些共同点:它们都有密集的官能团,至少有一个环状结构,一些暴露的氨基或羟基,通常还有一个分散的氟原子。
这种共性的部分原因是,化学家只能使用已知的化学反应和那些可用的构建模块来开发药物。此外,他们还需要考虑生物学,因此所有的反应都必须能够容忍简单的氮原子,因为它们几乎存在于每一种生物活性化合物中。使用不会因暴露在空气中而着火的试剂也是一大优势。
2014年的一项分析显示,两个反应占了用于开发药物的合成反应的一半以上:一个是酰胺合成,另一个是铃木-贡布反应。这两个反应在药物化学中占有如此高的比例,因为它们是最强有力的反应。
从最简单的化学反应到诺贝尔奖级别的化学反应,每个药物化学家都有自己的愿望清单,上面列出了一些他们希望存在的化学反应。下面我们要列举的五个反应,可能会出现在很多化学家的列表中:1。氟化反应。
氟化反应是指在具有许多官能团的分子中,用一个氟原子取代一个特定的氢原子。它的入选并不奇怪。超过20%的商业药物含有氟,将碳氢键(CH)转化为碳氟键(CF)的能力可能占据许多化学家愿望清单的首位。
为什么氟化如此受化学家欢迎?这是因为即使一个分子中只加一个氟原子,这个分子的代谢稳定性和亲脂性也会提高。但难点在于,分子的结构一旦组装完成,就很难直接用氟原子取代分子中的某个特定氢原子。
虽然氟化分子的方法很多,但都需要添加另一个反应基团,然后用氟取代这个基团。药物化学家真正想要的是一种可以直接用氟原子取代氢原子的有效方法。
目前,一些直接氟化反应经常产生位置异构体或全氟化物,从而引起选择性问题;另外,当只加入一个氟原子时,一个分子的反应性或物理性质几乎不会发生变化,所以反应后不容易除去多余的反应物和副产物。
2.杂原子烷基化这类反应要做的是选择性地在杂环化合物(吡唑、三唑、吡啶酮等)的杂原子(非碳、氢原子)上连接一个烷基。).这是一个非常普通但非常有用的化学反应。例如,一些抗癌药含有N-烷基-吡啶酮。O-烷基化吡啶酮可以在抗疟药物中找到。
目前,化学家不能选择性地在2-吡啶酮或4-吡啶酮中的氮原子或氧原子上连接任何东西,通常只能得到N-烷基吡啶酮和烷氧基吡啶的混合物。
很多药物中使用的杂环也有类似的问题。例如,吡唑和三唑是分别具有两个和三个氮原子的杂环化合物,它们具有非常相似的反应性,因此没有试剂组合可以选择性地修饰特定的氮原子。对于那些含有几个杂环的化合物,选择性烷基化就更难想象了。3.碳偶联化学家希望通过碳偶联来缝合脂肪族化合物的碳原子。
在20世纪70年代,化学家发现了交叉偶联反应,该反应可以在钯的催化下结合芳香碳原子或其他sp碳原子,形成碳-碳键(CC)。传统的平面交叉偶联反应容易实现,但这种方法受到越来越多的限制,化学家希望有三维偶联反应。如果一个反应能有效地连接芳香族碳原子和脂肪族碳原子,那将是化学家的梦想。
钯在交叉偶联反应中作为催化剂的优点是可以很好的控制其氧化态和氧化还原反应。然而,尽管钯的催化循环非常适合sp碳链段的偶联反应,但它不能很好地用于脂肪族偶联反应。有时候会有我们不想取代预期反应的副反应;在更糟糕的情况下,反应甚至可能完全停止。
但是,无论用什么金属做催化剂,所有的交叉偶联反应都需要进行预官能化,即反应基团要预先附着在偶联剂上,这样催化剂才知道在哪里连接碳原子。化学家希望完全摆脱预功能化的需要,他们的目标是直接将碳氢键(CH)转化为碳碳键(CC)。4.生成和编辑杂环
化学家希望各种官能团(从烷基到卤素)可以安装在芳香族和脂肪族杂环上的任何地方(如吡啶、哌啶和异恶唑)。如果一个反应能生成一个新的杂环就更好了。杂环化合物是药物化学家的主要研究对象。约60%的小分子药物具有杂环核心。到目前为止,最常见的杂环化合物是哌啶、吡啶和吡咯烷,还有青霉胺等25种含氮杂环化合物。
很多小杂环化合物可以通过商业渠道买到,但是买不到的还得亲自合成,这就成了一大难题。许多为芳烃设计的反应并不适用于杂环芳烃;氟化试剂将与杂环反应以氧化杂环化合物;那些用作交叉偶联反应催化剂的金属表面常常因为吸附在杂环上而失去催化作用。
2009年,英国一家生物技术公司的化学家发表了一篇题为《未来的芳香杂环》的论文。在这个诗意的标题背后,有一个3000多种小杂环化合物的列表,虽然看起来都是“合成”的,但其实从来没有造出来过。
10年后,一组法国研究人员为了考察芳香杂环化合物的合成,对本研究中选取的22种有代表性的杂环化合物进行了研究。他们成功合成了9个小双环化合物,并使其中6个成为更大结构的一部分,其余7个没有描述。5.原子交换
化学家希望选择性地交换单个原子,例如交换环中的一个碳原子和一个氮原子。碳氮(C-N)交换反应或许是药物研发中最有用的新反应,甚至可以和诺贝尔奖级别的合成反应相提并论。
这是一个极其困难的化学反应,一旦实现,将彻底改变药物化学领域。到那时,化学家将不再需要担心如何将杂环功能化,也不再需要担心如何与仅有的几个氨基进行交叉偶联反应。它就像一个化学版本的基因编辑,可以用氮、氧或硫原子替换已构建分子中的碳原子。
一些化学家认为这是一个不切实际的想法,因为它太难了。然而,一些科学家认为,在CRISPR-Cas9出现之前,人们也认为靶向基因编辑技术是不可能的。所以这种反应实现可能只是时间问题。
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