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搜同资源在手性含氟农药合成领域取得新进展

发布时间:2026-07-02  作者:  浏览次数:

(通讯员:陈亚特)搜同资源滕怀龙教授团队致力于绿色农药创制及关键砌块合成方法开发方面的研究,近日,该团队在国际化学权威期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上发表最新研究成果,首次实现了惰性烷烃化合物的区域、立体及对映选择性单氟烯基化反应,为手性单氟烯烃类药物先导化合物的高效制备提供了全新途径。搜同资源 博士后陈亚特、硕士生杨成冰为论文共同第一作者,滕怀龙教授与武汉大学孔望清教授为共同通讯作者,我校为论文第一完成单位。

在现代药物分子中,氟原子的引入常常能够显著提升化合物的溶解性、代谢稳定性和生物利用度,因而成为新药创制中一种备受青睐的"点睛之笔"。在众多含氟结构单元中,单氟烯烃因其独特的电子和空间性质,不仅是有机合成中用途广泛的含氟砌块,更被公认为多肽药物中天然酰胺键的优良"生物电子等排体"——它能够在保留原有分子空间构型的同时,赋予药物分子更强的代谢稳定性和膜渗透性,在二肽基肽酶抑制剂等药物研发中已展现出重要应用价值。

然而,如何高效、经济地合成具有明确立体构型(尤其是手性)的单氟烯烃分子,一直是合成化学领域尚未很好解决的难题:现有方法大多依赖结构复杂、稳定性差的苄基卤代烃等活化原料,不仅合成步骤繁琐,产物也常常是难以分离的顺反异构体混合物,严重制约了这类重要分子在药物化学中的实际应用。



从廉价原料到高价值手性药物砌块的一步构建

针对这一挑战,研究团队创造性地将光催化氢原子转移(photo-HAT)技术与手性镍催化相结合,构建了一套高效的双催化体系。该体系以廉价易得的烃类化合物(如乙苯等)作为原料,直接活化其中惰性的苄位C─H键,并与结构稳定、来源广泛的偕二氟烯烃发生高选择性偶联,一步构建出带有手性烯丙位立体中心的(E)-单氟烯烃产物,同时实现了对产物区域选择性、双键构型(E/Z)以及对映选择性的精准控制,克服了该领域长期存在的顺反异构体混杂、原料不稳定等瓶颈问题。

值得关注的是,该方法底物适用范围极广,不仅兼容含酯基、氰基、卤素、硼酸酯等多种官能团的烃类和偕二氟烯烃原料,还成功应用于吲哚、噻吩、吡唑、吡咯等多种药物化学中常见杂环结构的直接转化。更重要的是,研究团队将该方法拓展至色醇、布洛芬、舒巴坦等已上市或临床相关药物分子的后期结构修饰(late-stage functionalization),高效获得了相应的含氟类似物,充分展示了该技术在真实药物分子改造中的实用潜力;同时,该方法对胆固醇、薄荷醇等天然产物衍生的复杂氟烯烃底物同样表现出优异的化学选择性和非对映选择性,即便分子中存在多个可反应的C–H位点,反应仍能精准发生于目标位置,未见明显副反应。



此外,研究团队还完成了克级规模合成实验,产物对映选择性未见明显损失,并进一步展示了产物向手性烯丙醇、氟代丙烯酸、含氘烯烃、含氰基产物等多种高附加值衍生物的转化,体现出该类手性单氟烯烃作为合成"枢纽分子"的多样化拓展潜力。

学术意义与应用前景

该研究首次实现了廉价烃类原料到手性单氟烯烃药物砌块的直接、高效转化,不仅丰富了含氟活性分子的合成方法学体系,更为多肽模拟物、酰胺键等排体等药物分子的设计与创制提供了新的物质基础和技术手段,对推动氟化学与药物化学的交叉融合具有重要意义。

该研究得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金以及南京大学配位化学国家重点实验室开放课题等项目的支持。

论文链接://doi.org/10.1002/anie.1226201

(编辑:汪献芳    审核:滕怀龙)


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