南開大學攻克氮雜環(huán)化學合成難題

　　日前，困擾有機化學界多年的一個氮雜環(huán)化學合成難題，被南開大學的科研團隊攻克。該校陳弓、何剛團隊首次實現(xiàn)了對具有高“環(huán)張力”的苯并氮雜環(huán)丁烷類化合物的高效合成，填補了含氮雜環(huán)分子研究的一項重要空白。近日出版的英國《自然·化學》雜志發(fā)表了介紹該成果的論文。

　　雜環(huán)化合物是由碳原子和非碳原子共同組成環(huán)狀骨架結構的一類化合物。其中含有氮原子的環(huán)碳骨架是許多醫(yī)藥、農(nóng)藥和功能材料分子的核心組成結構。體積更小的小環(huán)含氮骨架因其具有獨特化學反應活性，一直是有機化學研究的熱點課題。同時，它們對小分子藥物的研發(fā)意義重大。然而，其極高的“環(huán)張力”讓化學家們頭疼不已，化學合成困難重重。

　　近幾年，該研究團隊在基于鈀金屬催化碳氫鍵活化的化學反應研究上取得了一系列成果。在此基礎上，他們成功開發(fā)了一條基于分子內(nèi)碳氫鍵氨基化策略，實現(xiàn)苯并氮雜環(huán)丁烷的簡潔高效合成。

　　這項研究的一個關鍵是一種新型三價碘氧化劑PhI(DMM)的發(fā)明。該試劑可以抑制原本更加容易發(fā)生的競爭副反應，從而促使反應沿著熱力學上更加困難的設定路徑進行，高效生成了常規(guī)條件下難以獲得的帶有高環(huán)張力的四元氮雜環(huán)產(chǎn)物。

　　據(jù)介紹，苯并氮雜環(huán)丁烷合成方法的發(fā)現(xiàn)，不僅為其在有機合成中的應用奠定了基礎;而且也為其他具有高環(huán)張力雜環(huán)化合物的合成提供了一個新的研究思路。目前，陳弓團隊正積極探索苯并氮雜環(huán)丁烷化合物自身的化學反應活性及其在生物功能分子合成中的運用。