日前，困擾有機(jī)化學(xué)界多年的一個(gè)氮雜環(huán)化學(xué)合成難題，被南開(kāi)大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)攻克。該校陳弓、何剛團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有高“環(huán)張力”的苯并氮雜環(huán)丁烷類化合物的高效合成，填補(bǔ)了含氮雜環(huán)分子研究的一項(xiàng)重要空白。近日出版的英國(guó)《自然·化學(xué)》雜志發(fā)表了介紹該成果的論文。
雜環(huán)化合物是由碳原子和非碳原子共同組成環(huán)狀骨架結(jié)構(gòu)的一類化合物。其中含有氮原子的環(huán)碳骨架是許多醫(yī)藥、農(nóng)藥和功能材料分子的核心組成結(jié)構(gòu)。體積更小的小環(huán)含氮骨架因其具有獨(dú)特化學(xué)反應(yīng)活性，一直是有機(jī)化學(xué)研究的熱點(diǎn)課題。同時(shí)，它們對(duì)小分子藥物的研發(fā)意義重大。然而，其極高的“環(huán)張力”讓化學(xué)家們頭疼不已，化學(xué)合成困難重重。
近幾年，該研究團(tuán)隊(duì)在基于鈀金屬催化碳?xì)滏I活化的化學(xué)反應(yīng)研究上取得了一系列成果。在此基礎(chǔ)上，他們成功開(kāi)發(fā)了一條基于分子內(nèi)碳?xì)滏I氨基化策略，實(shí)現(xiàn)苯并氮雜環(huán)丁烷的簡(jiǎn)潔高效合成。
這項(xiàng)研究的一個(gè)關(guān)鍵是一種新型三價(jià)碘氧化劑PhI(DMM)的發(fā)明。該試劑可以抑制原本更加容易發(fā)生的競(jìng)爭(zhēng)副反應(yīng)，從而促使反應(yīng)沿著熱力學(xué)上更加困難的設(shè)定路徑進(jìn)行，高效生成了常規(guī)條件下難以獲得的帶有高環(huán)張力的四元氮雜環(huán)產(chǎn)物。
據(jù)介紹，苯并氮雜環(huán)丁烷合成方法的發(fā)現(xiàn)，不僅為其在有機(jī)合成中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；而且也為其他具有高環(huán)張力雜環(huán)化合物的合成提供了一個(gè)新的研究思路。目前，陳弓團(tuán)隊(duì)正積極探索苯并氮雜環(huán)丁烷化合物自身的化學(xué)反應(yīng)活性及其在生物功能分子合成中的運(yùn)用。
