美国的化学家已经开发出了一种方法,可以精确、灵活地修饰一类广泛的化合物,称为双环氮杂芳烃,通常用于构建药物分子。科学家们在论文杂志上详述了这一里程碑式的成就,反映了一种强大的新方法,它通常提供了更简单、更灵活的分子设计,使化学家能够合成无数化学产品。
“这些新方法有效地为化学家提供了一个统一、实用的后期‘分子编辑’工具包,用于以任何所需顺序在所需位置修饰双环氮杂芳烃,极大地扩大了药物和其他有用分子的多样性,这些分子可以从这些受欢迎的起始化合物中构建。”团队共同负责人解释说。
用实验室化学技术构建有机分子,这是一种被称为有机合成的实践,比在宏观尺度上构建东西更具挑战性。在分子尺度下,一组原子如何移动和相互结合是由高度复杂的力而决定的。尽管化学家们已经开发出数百种可以将起始化合物转化为其他化合物的反应,但他们缺乏修改仅含有碳氢键的工具包。
许多合成化学家的目标是开发灵活、通用的分子编辑方法,通过打破起始分子中的碳氢键,在任何位置修改尽可能多的碳原子。具体而言,合成化学家们希望以一种简化且简单的方式,修饰他们选择的原子,通常是给定有机分子主链上的碳,并以任何顺序修饰分子上的碳原子(至少为一个以上)。
这种能力将使新分子的构建像通过随意改变单个单词来创建句子一样简单。新方法将这一梦想变成了现实,至少对于药物化学家使用的最常见的起始分子之一来说是如此。双环氮杂芳烃是相对简单的有机分子,包括两个环状骨架,主要由碳原子组成,但至少有一个氮原子。
无数现有药物和与医学相关的天然化合物都是用双环氮杂芳烃支架构建的。新方法允许化学家在双环氮杂芳烃的不同位置选择性地修饰多个碳原子,当它们与简单的氢原子结合时。这些位点的灵活修饰允许以前难以合成的新颖、潜在的药学相关结构。