北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室焦宁研究团队日前在《科学》（《Science》）在线发表题为《硝基甲烷作为氮供体的施密特类型反应制备酰胺和腈》研究论文，报道硝基甲烷作为氮供体的施密特类型反应。该研究首次利用常用溶剂硝基甲烷，以“级联活化策略”对其进行活化，在重要化合物酰胺及腈的合成领域取得了突破性进展。
焦宁介绍，在药物化学工业中，酰胺键的构建是应用最为广泛的化学反应，约占总反应类型数的25%。长期以来，发展高效的酰胺合成方法一直是合成化学的主要目标之一。目前，发现于1923年的施密特反应，被广泛应用于天然产物及药物合成中，但这一反应依赖于具有潜在爆炸性和高毒性的叠氮化物的使用，严重制约了该方法在更多药物、精细化工品和材料合成中的应用和发展。因此，如何发展温和、廉价、高效的含氮试剂，从而解决施密特反应中叠氮试剂弊端，已成困扰合成化学家多年难题。
焦宁研究团队独辟蹊径，首次利用硝基甲烷作为简单易得、安全稳定的氮源，完成了上述施密特反应中叠氮试剂的替代，实现了高附加值酰胺及腈类化合物的高效合成。该研究不仅使得施密特反应摆脱了对叠氮试剂的依赖，解决了酰胺合成中存在的挑战与问题，而且对硝基化合物的新应用提供了新思路，并有望为进一步新反应的发现提供新策略。
记者了解到，该研究还进一步将施密特反应的底物范围从传统的醛、酮拓展到炔烃、芳烃等来源丰富的化合物原料，为碳氢化合物的氮原子引入提供了新思路，实现了一些来源于石油化工的大宗化合物到高附加值酰胺化合物的直接转化。同时，新方法在药物活性分子的合成和结构修饰中展示出了良好的应用前景。在硝基甲烷小分子活化基础上，该研究所发展的“级联活化策略”有望为更多有机小分子活化以及新反应的发现提供新思路。
中科院院士、北京大学教授席振峰评价说，发展高效、高选择性的“氮化反应”具有重要的基础科学意义和巨大的实际应用价值，而其中氮化试剂是关键之一。在本工作中，焦宁巧妙地将硝基甲烷发展成氮化试剂，高效合成具有重要价值的酰胺或腈类化合物，无疑是“氮化反应”的一个重大突破。
据悉，该研究受科技部973项目、国家自然科学基金委重点项目等经费资助。北京大学药学院2015级博士研究生刘建忠为该论文第一作者，焦宁为通讯作者。（光明日报全媒体记者晋浩天）
来源： 光明网
