9月11日消息,美国斯克里普斯研究所(Scripps Research)Ryan Shenvi实验室在《Science》发表研究(DOI: 10.1126/science.aej0194),推出一种全新的环丙醇(cyclopropanol)合成路线:环上三个碳原子可以分别来自不同的原料分子,实现真正的三组分模块化组装。

环丙醇是药物化学中重要的分子骨架,其张力环结构可通过开环转化为多种官能团。但传统合成方法通常要求环上碳原子来自同一前体,底物改造空间受限。新反应由铁催化,将酯与卡宾前体分步组合:吡啶先与铁配位,使通常呈亲电性的卡宾转变为亲核性,经分子间重排和铁介导还原生成关键烯醇醚中间体,再与源自二氯甲烷的卡宾偶联,最终构建环丙醇。

研究由博士后孔凌然(Lingran Kong)与博士生Kevin Zong主导,工作建立在该团队此前关于硫酯与钴卡宾的研究,以及俄亥俄州立大学David A. Nagib实验室铁卡宾化学的基础之上。一个意外发现推动了机理认识:研究者在尝试中省去了原计划使用的镍助催化剂,反应依然顺利进行,提示真实机理与最初假设不同,后续机理研究确认了外层球过程主导的反应路径。

除产物本身外,该反应在中间体层面同样有价值:它提供了立体选择性制备硅基烯醇醚(silyl enol ethers)的新途径。硅基烯醇醚是有机合成中用途广泛的构建模块,但传统方法难以高立体选择性制备。Shenvi本人表示,他对中间体的兴趣甚至超过产物。研究者还展示了酯与卡宾起始原料的任意组合能力,意味着可用于快速构建多样化衍生物库,服务药物筛选。该工作展示了廉价铁催化与机理驱动研究结合后,在经典骨架合成上取得突破的潜力。 (来源:C&EN)