Nature：苯的连续还原获得数十种不同环己烷基氘代分子

纳米技术

2020-05-22

氢原子的氘（D）、氚（T）同位素目前作为基本的研究方法应用于化学、生物学、药学领域中。除了其在光谱学、质谱、反应机理、药代动力学中的应用，这种同位素方法在药物分子合成中同样展现了潜力。氘代的分子在亨廷顿病的治疗中显示有作用。通过氘代处理，分子的新陈代谢过程加快、代谢产物得以改善，提高了药品的安全性和有效性。弗吉尼亚大学化学系W. Dean Harman、橡树岭国家实验室等提出了氘代分子的合成新方法，通过4步反应将苯转化为氘代的环己烷，该反应中通过钨配合物的立体选择催化作用实现。作者通过调节和钨配合物结合的方法（蛋白质酸、氢化物），能够对氘代位置进行调节。通过这种方法，完成了对52种不同的环己烷同位素结构分子。本文的方法可能对其他取代的环己烯同位素分子合成，并且对同位素作用在药物分子中的作用提供更多的相关机理信息。

本文要点：

（1）

反应优化。通过去芳化的催化剂WTp(NO)(PMe₃)对苯进行活化，并实现不同位点，不同数目的氘代环己烷。[WTp(NO)(PMe₃)]-C₆D₆通过MeOH₂⁺氢化、MeOD₂⁺氘代、BH₄^-还原氢化、BD₄^‑氘代、DOTf氘代、Ph₂NH₂⁺氢代、Ph₂ND₂⁺氘代反应连续反应，实现了不同对不同位点碳上进行高选择性的氘标记。

（2）

此外，作者对三氟甲基苯进行了苯环上不同位点进行氘标记。并且在对苯进行氘标记过程中通过CN^-取代、酯基取代、有机胺取代，得到了不同氘取代的羧酸/酯/胺基取代的环己烷衍生物。

参考文献

Jacob A. Smith, Katy B. Wilson, Reilly E. Sonstrom, Patrick J. Kelleher, Kevin D. Welch, Emmit K. Pert, Karl S. Westendorff, Diane A. Dickie, Xiaoping Wang, Brooks H. Pate & W. Dean Harman*

Preparation of cyclohexene isotopologues and stereoisotopomers from benzene，Nature 2020, 581, 288-293

DOI：10.1038/s41586-020-2268-y

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2268-y