日前，困擾有機化學(xué)界多年的一個氮雜環(huán)化學(xué)合成難題，被南開大學(xué)的科研團隊攻克。該校陳弓、何剛團隊首次實現(xiàn)了對具有高“環(huán)張力”的苯并氮雜環(huán)丁烷類化合物的高效合成，填補了含氮雜環(huán)分子研究的一項重要空白。近日出版的英國《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特化學(xué)反應(yīng)活性，一直是有機化學(xué)研究的熱點課題。同時，它們對小分子藥物的研發(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，該研究團隊在基于鈀金屬催化碳氫鍵活化的化學(xué)反應(yīng)研究上取得了一系列成果。在此基礎(chǔ)上，他們成功開發(fā)了一條基于分子內(nèi)碳氫鍵氨基化策略，實現(xiàn)苯并氮雜環(huán)丁烷的簡潔高效合成。
這項研究的一個關(guān)鍵是一種新型三價碘氧化劑PhI(DMM)的發(fā)明。該試劑可以抑制原本更加容易發(fā)生的競爭副反應(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新的研究思路。目前，陳弓團隊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用。
