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我所吲哚仿生催化戊烯基化研究取得新進展

  近日,我所仿生催化合成创新特区研究组(02T4组)陈庆安研究員团队在吲哚仿生催化戊烯基化研究方面取得新进展。相关研究成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。

  戊烯基化反應(prenylation/reverse-prenylation)是生物體內的一個重要過程,很多天然産物,特別是吲哚類生物堿,都具有戊烯基官能團。戊烯基可以增強化合物的親脂性,從而增強與藥物靶點的親和力,提高藥理活性。在生物體中,戊烯基的引入,是以異戊烯基焦磷酸(IPP)或二甲基丙烯基焦磷酸(DMAPP)爲前體,然後經過酶催化實現的。另一方面,在生物體中,IPP和DMAPP在酶催化下還可以釋放出異戊二烯(isoprene)。

  受到以上兩種生物過程的啓發,該團隊提出以廉價的大宗化學品異戊二烯爲原料,在金屬氫(M-H)催化下,進行吲哚仿生催化戊烯基化。該策略有以下難點:1)異戊二烯沒有被活化,較難和M-H形成活性烯丙基金屬中間體;2)異戊二烯具有四個反應位點,和吲哚反應時,有六種可能的加成方式,並且簡單吲哚也有N、C2和C3三個反應位點,會産生18種同分異構體。因此,高區域選擇性在吲哚上引入異戊烯基和叔異戊烯基具有很大的挑戰。科研人員發展了兩種催化劑Rh-H和Pd-H,實現了吲哚和異戊二烯的戊烯基化反應,且該反應具有高的選擇性和原子經濟性。

  該研究成果爲異戊烯基化吲哚的合成提供了新方法,爲仿生異戊烯基化提供了新思路。

  上述工作得到国家自然科学基金的资助。这也是献礼我所七十周年所庆文章之一。(文/图 呼延成)

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