4种原料+1步反应γ-内酰胺———多组分化学反应取得重大突破
最近,哈佛大学与麻省理工学院联合成立的Broad Institute机构的研究人员魏景强(Wei, Jingqiang)和 Jared
T. Shaw在多组分化学反应上取得重大突破。他们首次报道了有立体选择性的四组分反应一步合成内酰胺。研究结
果发表在近期的《有机快报》(Organic Letters, 2007,09,4077)上。
一般的化学反应只是由1种反应原料生成1个产物,或2种反应原料生成1个产物。与其不同的多组分化学反
应是指由3种或3种以上的原料一步反应合成1个产物,具有省时、省力、高效、易操作等特点。在现代化学研究
和化工生产上具有一般化学反应不可比拟的优势,被誉为“新世纪化学的超级技术”。
然而,多组分化学反应的研究比一般的化学反应更具挑战性,也更加困难。 迄今为止,化学史上所发现的多组
分反应寥寥可数。而普遍认可的四组分化学反应只有德国化学家 Ivar Ugi 在1959年发现的“Ugi - 四组分化学反
应”。从Ugi 报道四组分反应开始,多组分化学反应就逐渐成为有机化学的热门研究领域之一。尽管全球许多有机
化学家都致力于该领域的研究,但在过去的近半个世纪里,并没有取得任何突破。
在美国国立卫生研究院(National Institute of Health)和哈佛大学化学方法和数据中心(Chemical
Metropolises and Library Center)的资助下,Broad Institute研究机构在此领域取得突破。他们报道的新的四
组分反应以有机胺、马来酸酐、有机醛及硫醇为原料,一步反应高产率地合成四取代或五取代的γ-内酰胺,同时有
效地控制了新生成的2个或3个立体中心。该研究成果一经发表,就引起了科技界的关注,英国的《自然》(Nature,
2007, 449,119) 和美国化学会的《化学和化工新闻》(Chemical & Engineering News, September 13, 2007)分别
进行了报道。
γ-内酰胺在药物合成上是一类极其重要的骨架化合物。通常其立体选择性合成只能用昂贵的氨基酸作原料,需
要4~5步反应才能得到,工业化生产极其不易。魏 (Wei)和Shaw所用的4种原料都是普通的化工原料,该反应不
需要任何催化剂和添加剂,反应溶剂是工业上广泛应用的甲苯。在工艺上,该反应不需特殊流程,除生成水以外,
无其他副产物。一旦在此反应基础上发现新药,其工业化生产将会非常容易。据悉,全球制药巨头默克(Merck)和
Abbott Laboratory 公司均对此表示了极大兴趣。目前魏(Wei) 和Shaw正致力于将此反应应用于天然产物的合成和
新型药物的开发上。(胡)
