提升药物开发效率的策略:电催化不对称苄基C-H的后期多官能团化
批准号:
22078268
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
官智
依托单位:
学科分类:
医药化工
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
官智
中文摘要
如何提升药物研发的效率和降低药物的成本是药企面临的主要挑战。后期官能团化(LSF)能够快速多样地衍生新先导物、大大缩短现有药物的合成路线、降低药物的生产成本、提高药物研发的效率和药物生产的绿色程度。但目前LSF的现状:对映选择性的C-H官能团化方法欠缺;现有的C-H官能团化条件不温和及环境不友好,候选药物耐受性较差,不适合药物多步合成的后期使用。.本项目针对苄基C-H键,采用过渡金属与手性配体原位生成的手性金属配合物协同电催化作为催化系统,用电替代有毒易爆的氧化剂,阳极氧化苄基化合物成为苄基自由基,在过渡金属配合物催化下实现苄基C-H不对称官能团化,阳极氧化低价金属回到高价实现催化剂循环。目的是构建操作简单、绿色和高效的苄基C-H键的不对称多官能团化LSF平台,突破药物研发效率低和绿色生产水平低的技术瓶颈,提高药物研发及生产效率,减低药物成本,为探索更广泛的LSF方法提供技术和理论储备。
英文摘要
How to improve the efficiency of drug research and development and reduce the cost of drug production is a major challenge for pharmaceutical companies. Late stage functionalization (LSF) can rapidly and diversely derivate new leads, significantly shorten the synthesis route of drugs, reduce the cost of drugs, improve the efficiency of drug research and development, and increase the greenness of drug production. However, the current challenges of LSF is as follows: (1) lack of enantioselective C-H functionalization methods; (2) The existing conditions of C-H functionalization are not mild and environmentally unfriendly, and the tolerance of drug candidates is poor, which is not suitable for the late use of multi-step drug synthesis. .For the benzyl C-H bond, this project utilizes electrocatalysis and chiral metal complex generated in situ by transition metal and chiral ligand as a catalytic system. Electricity is used to replace toxic and explosive oxidants, anodic oxidation of benzyl compounds generate benzyl radical, and benzyl C-H asymmetric functionalization is achieved under transition metal complexes catalysis. Then anodic oxidation of metal achieves catalyst cycle. The aim is to construct a simple, green, efficient, and asymmetric LSF platform, to break through the technical bottleneck of low efficiency of drug research and development and low green production level, to improve drug research and development and production efficiency, to reduce drug cost, and to provide technical and theoretical reserve for exploring a broader LSF method.
本项针对C-H键的官能团化方法开展研究。通过与手性催化剂协同作用,在温和的电催化条件下,实现了选择性C-N、C-C、C-O和C-S键的构建,并进行了系统深入的机理研究,而且,通过放大实验和药物或天然产物的合成进一步证明了方法的应用前景。.1..C-C的构建:脂肪酶作为不对称催化剂,与有机电合成相结合实现了2-取代吲哚化合物与简单脂肪酮的不对称烷基化;L-/ D-脯氨酸为手性催化剂,实现了链状苄基仲胺与简单酮的对映选择性烷基化;还采用电化学自由基-自由基交叉偶联法从未活化的亚胺和烷基腈中直接合成β-氨基腈。.2..C-N键的构建:区域选择性地将四氢喹啉和唑类化合物直接氧化偶联构建了C-N键;电催化烯烃与苯并三唑偶联构建C(sp2) -N键;由亚胺和酮直接合成β-氨基醇的电化学方法;通过电化学自由基-自由基交叉偶联从亚胺和缺电子(杂)芳烃中直接获得苄基胺。.3..C-S键的构建:电化学驱动的自由基-自由基交叉偶联反应,实现苄基硫醚的电合成;电化学氧化合成β-酮砜,C-O键和C-S键可以一锅构直接获得β-酮砜衍生物。.4..C-O键的构建:配对电化学方法来实现未活化苯基碳(sp3 /sp2 /sp)的直接羟基化,从廉价和容易获得的烷基/烯基/炔基苯中获得空间受阻的醇;电驱动的自由基-极性交叉的烯烃1,4-烷氧二聚化反应制备1,4-二氧基丁烷衍生物。.5..烯烃的双官能团化:从方便易得的烯烃和羧酸为原料,直接合成1,2-二酯衍生物的电化学方法;高选择性的电催化烯烃的双官能化合成β-碘酯,这种方法也能够用于烯烃的氯官能化和溴官能化;用易氧化的氨基酚和易获得的烯烃电合成5-氨基香豆素衍生物。.6..拓展了光催化的C-H官能团化及其在药物合成中的应用。
基于可见光催化氢原子转移(HAT)的多位点可调控的选择性分子编辑
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批准号:22378334
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:官智
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依托单位:
基于金属导向的自组装金属-酶超分子不对称催化构建C-C键及机理研究
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批准号:21472152
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2014
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负责人:官智
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依托单位:
酶的非天然催化功能:非水介质中酶催化的不对称Mannich反应及机理研究
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批准号:21276211
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:官智
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依托单位:
国内基金
海外基金