斯克里普斯研究中心的化学家在合成化学领域完成了一项长期难以捉摸的壮举：发明了一种广泛有用的方法，可以在称为羧酸的简单起始化合物上构建“γ手性中心”。该方法显着扩展了化学家构建和修改复杂药物分子和其他有价值的化学产品的能力。

论文“环烷羧酸的对映选择性远程亚甲基CH(杂)芳基化”已发表在《科学》杂志上。

术语手性是指一种不对称性，允许某些化合物以左手和右手形式存在。通常，这些形式中只有一种具有所需的生化活性，但对于合成化学家来说，立体选择性反应(仅产生所需形式的反应)几乎总是具有挑战性。

新方法实现了除少数情况外不可能实现的事情：在环状羧酸上难以到达的位置(称为“伽马”位置)处创建手性不对称中心。

该研究的资深作者Jin-QuanYu博士、弗兰克和伯莎·赫普化学教授和斯克里普斯研究中心的百时美施贵宝化学讲座教授。

共同第一作者是张涛博士和张子宇博士，他们都是于实验室的博士后研究员。

一种有潜在价值但难以实现的方法

小分子药物或其他化学产品的开发通常涉及数百或数千种化合物的构建，每种化合物代表中心结构主题的变体。一旦构建了这些化合物“文库”，就可以系统地测试它们的所需生物或化学活性;通过这种方式，开发人员可以将最佳化合物归零以进行进一步改进。

当然，在构建这些文库和制造更精细的变体时，化学家希望拥有简单且通用的技术来构建和修饰分子。但是，尽管这些年来他们的工具有了很大的改进，但某些类型的分子转化基本上仍然是不可撤销的，尽管它们具有明显的价值。

使用现成的羧酸构建伽马手性中心就是其中之一，这违背了著名合成化学实验室的努力。

于实验室的成功取决于含有恶唑啉和吡啶酮结构元素的特殊“配体”分子的开发。配体分子有助于将反应催化剂带到初始化合物的正确位置。

在这种情况下，它们固定在起始羧酸上的一个点上(该羧酸包含一个主要由碳原子组成的环)，并将键断裂的钯原子引导到环另一侧的遥远伽玛位置。其效果是从目标位置的主链碳原子上去除一个氢原子，从而允许新的原子簇与碳键合，从而以精确的方式增加分子的复杂性。

这种类型的反应被称为“CH活化”，在过去的十年中，Yu和他的团队报道了类似的CH活化方法，用于在羧酸的“α”和“β”位置构建手性中心。

化学家们通过使用新方法在各种相对简单的含有5至8个碳原子的环的羧酸起始化合物上制造γ手性中心，证明了其新方法的强大功能和多功能性。

在一个案例中，他们实现了一种称为HDAC抑制剂的手性癌症药物分子的一步合成，其标准的专利合成方法需要10个步骤和昂贵的分离才能获得左手或右手的纯样品。双手形式。

该团队还使用新技术增加了现有药物分子的复杂性，包括类固醇激素孕烯醇酮。

最后，化学家表明他们可以在起始分子上依次使用新方法来构建三个手性中心，包括非常具有挑战性的“δ”手性中心。

于实验室目前正在努力扩展这种新方法，使其可用于制造其他类型的手性分子。