南京工业大学解沛忠副教授和罗德平教授课题组:水促进的C-S键形成反应研究

上一篇 / 下一篇  2018-04-23 12:44:02/ 个人分类:人物与科研

导语

发展高原子经济性、无需金属参与、以中性水溶液为介质、室温条件下进行、操作简便、产物便于分离的有机转化方法是当今合成化学追求的目标之一。针对目前生物活性分子和药物研究领域中关注度较高但温和条件下合成较为困难的烯丙基砜骨架,南京工业大学化学与分子工程学院罗德平教授和解沛忠副教授课题组在前期研究基础上,开发了一种高效且绿色环保的合成方法:在水溶液中,通过亚磺酸和烯丙醇的脱水偶联反应构筑C-S键,高效合成烯丙基砜类化合物(DOI:10.1038/s41467-018-03698-8)。


罗德平(Teck-Peng Loh)教授简介


Nature Communications             南京工业大学             解沛忠副教授和罗德平教授课题组             水促进             C-S键形成反应             脱水偶联


罗德平(Teck-Peng Loh)教授,男,国际著名化学家,中组部千人计划获得者,新加坡国家科学院院士,马来西亚科学院院士,原新加坡化学学院建院院长。1994年获得美国哈佛大学博士学位, 1994年至2005年,先后担任新加坡国立大学助理教授、副教授和教授。2005年起加入新加坡南洋理工大学,由其组建的数理学院化学与生物化学系在短短十年内一跃成为名列世界前茅的知名院系,他也被聘为终身教授。2010年入选中组部“千人计划”专家。2016年加盟南京工业大学,担任化学与分子工程学院、先进化学制造研究院院长。2004年获新加坡国立大学研究优秀奖(个人);2007年获南洋理工大学研究与创新奖(个人);2009-2015年获亚洲核心计划讲座奖;2010年获南洋理工大学数理科学学院(SPMS)优秀教学奖;2010年获GSK-SNIC有机化学奖;2017年获得日本第三届吉田奖(Yoshida Prize)。罗德平教授的研究兴趣涉及有机合成的各个领域,包括绿色化学、不对称催化、新的有机合成方法学、生物质转化、有生物活性的天然产物分子的全合成。罗教授已经在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc.Angew. Chem. Int. Ed. 等国际著名化学期刊发表高水平论文300余篇,其中影响因子大于10的文章60余篇;在药物合成方面的专利授权逾10项。罗德平教授还受邀担任The Journal of Organic ChemistryAsian Journal Organic Chemistry副主编以及多个国际期刊编委或顾问。


解沛忠副教授简介


Nature Communications             南京工业大学             解沛忠副教授和罗德平教授课题组             水促进             C-S键形成反应             脱水偶联


解沛忠,博士,南京工业大学副教授。2013年毕业于南开大学,获得有机化学专业博士学位,师从黄有教授,主要研究方向是有机小分子催化的Domino反应。同年进入日本东京大学Shū Kobayashi(小林修)教授课题组开展博士后研究,从事超强碱催化剂合成以及在不对称催化中的应用研究。2014年11月进入南京工业大学化学与分子工程学院工作。以第一作者或通讯作者身份在Nat. Commun., Green Chem., Org. Lett., Chem. Eur. J., Adv. Synth. Catal.等刊物发表文章10余篇。目前主要研究领域是1)绿色有机转化反应及其机理研究;2)新型碱土金属催化剂设计合成及其在有机合成中的应用研究;3)绿色有机磷化学研究。


前沿科研成果:水促进的C-S键形成反应研究


烯丙基砜类化合物在生物活性分子药物研究中受到越来越多的关注。其传统合成方法需要过渡金属催化和较为苛刻的反应条件。如何在温和条件下合成烯丙基砜类化合物一直是一个极具挑战性的课题。另一方面,亚磺酸是半胱氨酸巯基在体内代谢的中间产物。实现亚磺酸在生理条件下的标记或生物偶联极其困难,因此对腈水合酶、基质溶解因子和帕金森疾病DJ-1蛋白的亚磺酰化研究具有重要意义。


近日,罗德平教授和解沛忠副教授课题组在前期关于半胱氨酸生物偶联反应(Angew. Chem. Int. Ed.,201453, 7491)以及C-OH/P-H脱水偶联反应的(Green Chem., 201719, 2135)研究基础上,开发了一种温和条件下亚磺酸和烯丙醇化合物之间的脱水偶联方法。该反应无需金属催化,以中性水溶液为介质在室温条件下高效构筑了烯丙基砜类化合物(含一系列已知的具有抗癌活性的分子)。


Nature Communications             南京工业大学             解沛忠副教授和罗德平教授课题组             水促进             C-S键形成反应             脱水偶联

烯丙基砜类化合物的高效构筑

(来源:Nature Communications20189, 1321)


研究发现水对该反应有显著促进作用,通过DFT(密度泛函理论)计算对反应机理进行了初步推测:水分子促进下通过氢键形成了桥环状过渡态,降低反应能垒。


Nature Communications             南京工业大学             解沛忠副教授和罗德平教授课题组             水促进             C-S键形成反应             脱水偶联

脱水交叉偶联反应的能量分布

(来源:Nature Communications20189, 1321)


该反应对官能团兼容性高,温和条件下半胱氨酸亚磺酸、亚牛磺酸都能很好的参与反应得到相应的烯丙基砜化合物。因此,该研究对于腈水合酶、基质溶解因子、帕金森疾病DJ-1蛋白的亚磺酰化研究有潜在重要意义。


Nature Communications             南京工业大学             解沛忠副教授和罗德平教授课题组             水促进             C-S键形成反应             脱水偶联

半胱氨酸亚磺酸和亚牛磺酸的直接烯丙基化

(来源:Nature Communications20189, 1321)


初步研究发现,抗菌、消炎药物依托考昔(MK-0663)类似物也能通过该反应制备。


Nature Communications             南京工业大学             解沛忠副教授和罗德平教授课题组             水促进             C-S键形成反应             脱水偶联

依托考昔(MK-0663)类似物的制备

(来源:Nature Communications20189, 1321)


该项研究成果发表在Nature Communications,硕士生王金玉是该文章学生第一作者,解沛忠副教授和罗德平教授为共同通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金重点项目(21432009)、国家自然科学基金青年基金(21702108)、江苏省自然科学基金(BK20160977)的资助,同时还得到南京工业大学的经费支持。

原文链接:http://www.chembeango.com/news/art?id=18831

看更多新鲜有趣资讯,搜ChemBeanGo!


TAG:

 

评分:0

我来说两句

显示全部

:loveliness::handshake:victory::funk::time::kiss::call::hug::lol:'(:Q:L;P:$:P:o:@:D:(:)

Open Toolbar