《Nature》：源于自然的有机合成灵感，醇类首次成为烷基化试剂

有机合成尤其是药物分子的后期合成过程中，在目标分子的特定位置加上烷基是非常有用的一步，而如果提供烷基的试剂是廉价而又大量存在的醇类，那就更理想了。最近，美国普林斯顿大学化学系教授David MacMillan的团队在《Nature》发表文章，介绍了他们开发出的一种双功能催化剂体系，可以直接把醇类化合物上的烷基安装到杂芳烃化合物上。这种新的反应体系首次使用简单而丰富的醇类作为烷基化试剂，条件温和且应用广泛，可完美地替代现有方法。

图片来源：Nature, 2015, DOI: 10.1038/nature14885

这一成果可以说是烷基化反应的“革命性”突破，但其发现过程也带有不少偶然性，MacMillan说。该研究小组在进行醇类加成反应的研究时，出人意料地发现一种产物中竟不含醇类基团。经过进一步研究，该团队发现该“意外”的反应应该是发生了生物化学中很著名的“自旋中心位移”（spin-center shift）。虽然自旋中心位移是DNA生物合成中的关键步骤，但在有机合成中却罕有应用。

该研究团队设法通过组合使用两种类型的催化剂来“模仿”这一自然现象。第一种催化剂，被称为铱光催化剂，能够从第二种催化剂硫醇化合物中拿掉一个单电子，以形成关键的硫醇自由基中间体。这种中间产物的独特之处在于它能使未激活的原料醇上的一个强C-H键断裂，将氢原子去掉。去氢后的剩余基团可以和杂芳烃反应，然后再以自旋中心位移途径形成最终产品。

图片来源：Nature, 2015, DOI: 10.1038/nature14885

利用这种方法，该研究团队能够合成很多产品，值得一提的是能用这种方法很方便地引入“甲基”这个在药化中第三常见的取代基。他们还进行了两种药用化合物fasudil和milrinone的高效烷基化，显示这种方法在合成后期烷基化中也很有应用前景。

这种新型有机合成手段以自然为师，效率高，用途广泛，将会为药物化学领域带来深远影响。

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14885.html