2023生理学或医学诺奖之后，mRNA技术前景光明 近日，2023年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，生物化学家卡塔林·卡里科（Katalin Karikó）和生物学家德鲁·魏斯曼（Drew Weissman）获奖。因为他们在核苷酸修饰方面的突破性发现，使得开发有效的抗新型冠状病毒mRNA疫苗成为可能。根据诺贝尔奖官网介绍，他们的研究成果还为未来开发其他传染病疫苗提供了新的思路。此外，这一技术还有望应用于输送治疗性蛋白质和治疗某些类型的癌症。 发展历程 mRNA（信使核糖核酸，Messager RNA）是由DNA转录而来的RNA分子，它携带着DNA中的遗传信息，将这些信息传递到细胞质中的核糖体，以便翻译成蛋白质。简单来说，mRNA可以看作是DNA信息的复制品，它在蛋白质合成过程中起到了桥梁的作用。在疫苗领域，mRNA疫苗利用合成的mRNA分子，将病原体的特定蛋白质编码信息传递给人体细胞，促使细胞合成相应的蛋白质，从而激发免疫反应。 mRNA从发现到首款产品上市用了近60年的时间，经历了漫长的研究和技术发展期，以下是其中的几个重要阶段： 1961-90年代初：从 1961 年 mRNA 的发现，到90年底初期科学家们首次成功地合成了功能性mRNA，并证明其在体外可以被细胞翻译为蛋白质，明确了 mRNA 的具体机制和作用以及其发展潜力。 1990年代中期至2000年代初：在这个阶段，研究人员开始探索利用mRNA作为疫苗的潜力。他们发现，通过将特定抗原编码的mRNA注射到动物体内，可以激活免疫系统产生针对该抗原的免疫反应。这为后来的mRNA疫苗开发打下了基础。 2005年：德鲁·魏斯曼（Drew Weissman）和卡塔琳·卡里科（Katalin Karikó）等科学家发表了一篇重要的研究论文，阐述了如何通过修饰mRNA的核苷酸结构，降低其在体内引发免疫反应的风险，为后来的mRNA疫苗开发提供了重要的改进基础。 2010年代初至中期：在这个时期，研究人员在动物模型和早期临床试验中验证了mRNA疫苗的安全性和有效性。他们成功地利用mRNA技术开发出针对多种疾病的疫苗候选者，并取得了一定的成功。 2020年：COVID-19大流行爆发，全球迅速展开了疫苗研发工作。mRNA疫苗技术迅速崭露头角，两款mRNA疫苗（辉瑞-BioNTech的Comirnaty（BNT162b2）和Moderna的Spikevax（mRNA-1273））在短时间内获得了紧急使用授权，并在全球范围内广泛使用。这些疫苗的成功应用证明了mRNA技术在疫苗领域的巨大潜力。 2020年至今：商业化时代正式开启，mRNA技术的研究先驱也于2023年斩获诺奖。随着前期的技术积累逐渐成熟以及资本市场的助力，mRNA 技术将进入快速发展的新时代。 应用广泛 据PubMed预计，2035年mRNA 市场总体规模 230 亿美金，其中非新冠疫苗的产品有望达到 180 亿美金，2025-2035营业利润增长率高达68%。 业界认为，mRNA凭借其技术优势可广泛应用于预防疫苗、治疗疫苗、治疗药物等领域。 疫苗开发：mRNA疫苗是目前最为突出的应用之一。通过将编码病原体蛋白的mRNA传递给人体细胞，mRNA疫苗可以激活免疫系统产生针对特定病原体的免疫反应。例如，COVID-19疫苗就是利用mRNA技术开发的。 癌症免疫疗法：mRNA技术可用于开发个性化的癌症免疫疗法。通过合成mRNA分子，携带特定抗原的编码信息，mRNA疗法可以激活免疫系统攻击癌细胞。这种个性化的疗法可以根据患者的基因组信息进行定制。 遗传性疾病治疗：mRNA技术可以用于治疗一些遗传性疾病。通过合成mRNA分子，编码缺失或异常蛋白质的信息，mRNA疗法可以恢复正常的蛋白质功能，改善疾病症状。 蛋白替代疗法：利用mRNA技术来治疗因缺乏特定蛋白而引起的遗传性疾病或其他疾病的方法。该方法通过向患者体内输送编码目标蛋白的mRNA，使细胞能够合成所需的蛋白质，从而实现疾病的治疗和管理。 再生疗法：通过向受损组织中提供编码特定生长因子、细胞信号分子或其他相关蛋白质的mRNA，可以激活机体内部的自我修复机制，从而促进组织的再生和修复过程。 前程远大 mRNA技术具有广阔的前景，被认为是医学和生物技术领域的重要突破之一。如今，mRNA技术在全球范围内引起了广泛的关注和重视，成为各大药企和生物技术公司积极布局的重要赛道。这一技术从最初的默默无闻逐渐崭露头角，正迎来属于自己的时代。 首先，mRNA技术在疫苗领域取得了巨大成功。COVID-19疫苗的开发和应用证明了mRNA技术的快速响应能力和高效生产能力。多家制药公司利用mRNA技术开发出了有效的COVID-19疫苗，并在全球范围内推广使用。这使得mRNA技术在公众和医学界的认可度大幅提升。 其次，mRNA技术在个性化治疗方面展现了巨大的潜力。通过合成定制的mRNA，可以根据患者的基因型和特定疾病需求提供个性化的治疗方法。这种精准医疗的发展趋势使得mRNA技术备受关注，并被视为未来医疗领域的重要突破点。 此外，mRNA技术还有望在基因编辑、组织工程和再生医学、药物递送系统等领域发挥重要作用。通过与其他技术的结合，如CRISPR-Cas9基因编辑技术，可以实现更精确的基因修饰；而在组织工程和再生医学领域，mRNA技术可以促进组织的再生和修复；同时，利用纳米粒子或其他载体包裹mRNA，可以实现药物的定向输送，提高治疗效果。 总体而言，mRNA技术正处于快速发展阶段，资本企业和研究机构纷纷加大对该技术的投入和布局。随着技术的不断创新和完善，以及临床实践的推进，我们有理由相信mRNA技术将在医学和生物技术领域展现出更加广阔的前景，并为人类健康带来更多福祉。

分子砌块的定义和应用 分子砌块（Building block，砌块化合物）是是由多个相同或不同的分子单元通过共价键连接而成的小分子化合物（一般分子量小于 300）。分子砌块的类别主要有环丁烷类、环已烷类、哌啶类、吡啶类、吡咯烷类、含氮螺环、芳环类、桥环等。分子砌块可以通过不同的化学反应方法合成，如聚合反应、缩合反应等。分子砌块具有结构多样性、功能多样性、可控性、可重复性和可修饰性等特性，使其在材料科学、药物化学、生物化学等领域具有广泛的应用潜力。 图：分子砌块常见分类 在组合化学方向，分子砌块被视为至关重要的基础前提。组合化学技术的核心是高通量合成和高通量筛选。高通量合成通过将各种分子砌块和不同的合成策略组合在一起，使得数百到数百万个化合物可以在短时间内合成出来；而高通量筛选则可以快速地测试这些化合物的生物活性。通过不断地优化合成和筛选过程，可以最终得到具有理想生物活性的化合物。 组合化学技术主要应用于药物发现、材料科学和催化剂设计等领域。 作为新药研发的创新源头之一，分子砌块的使用贯穿药物发现、药物开发到商业化生产的所有环节，整个环节中分子砌块的使用量从毫克级到百千克级别甚至吨级以上，在新药研发中起着不可或缺的作用。 在研发初始的药物发现阶段，新药研发企业需要对成千甚至上万个化合物进行筛选和评估，从而选择出有研究价值的苗头化合物（Hit compound）、先导化合物（Lead Compound），最终确定临床候选物（Clinical Candidate Compound）。为了确定临床候选物，新药研发企业需要一次性购买大量的分子砌块，数量可达数百种甚至上千种，以增加其化合物库的多样性，帮助研发人员合成具有理想药效和低毒性的化合物。这个阶段分子砌块用量少但品类需求多，且单位价值很高。随着新药研发项目的进展，相关分子砌块的种类需求会逐渐降低，而选定的分子砌块的使用量会逐步增加，同时分子砌块的单价也会逐渐下降。 分子砌块的背景和发展 分子砌块行业产生的背景可以追溯到对分子级别控制和设计的需求。以下是一些主要的背景因素： 化学合成技术的发展：随着化学合成技术的不断进步，人们能够更好地控制和调节分子结构和功能。这为分子砌块提供了更多的可能性和机会。 高通量筛选技术的兴起：高通量筛选技术的发展使得科学家们能够快速有效地筛选大量的化合物，以寻找具有特定功能或活性的分子。分子砌块可以用于合成和构建这些化合物库。 计算化学的应用：计算化学方法的发展使得研发人员能够预测和优化分子砌块的性质和反应性。通过计算化学的辅助，研发人员可以更准确地设计和合成具有理想药效和低毒性的化合物。 药物研发需求：药物研发是一个复杂而耗时的过程，传统的有机合成方法往往效率低下且难以控制。分子砌块的出现为药物研发提供了一种高效、可控和多样化的方法。通过组装预先合成的小分子片段，研发人员可以快速构建复杂的分子结构，从而加快药物研发的速度和效率。 材料科学和其他领域的需求：除了药物研发，分子砌块还可以应用于材料科学、催化剂设计和生物学等领域。这些领域对于高效、可控和多样化的合成方法有着迫切的需求，因此分子砌块行业得到了广泛的应用和发展。 综上所述，药物研发需求、高通量合成技术的发展、计算化学的应用以及其他领域的需求都是分子砌块行业产生的重要背景。这些因素共同推动了分子砌块行业的发展和壮大。 根据沙利文数据，估算全球药物分子砌块的市场规模2020年为185亿美元，2024年将达218亿美元，复合年增长率为4%。可见全球对于分子砌块的需求量大且稳定增长，并且属于知识密集型行业。目前在全球市场上，海外著名的综合性企业仍占据较大的市场份额。这些企业致力于研发分子砌块和工具化合物，它们进入市场早、规模庞大、技术领先、产品种类齐全，并且营销网络发达。这些企业主要总部设在欧洲和美国等地，如 Sigma-Aldrich、Combi-Blocks 和 Enamine 是全球分子砌块行业的龙头企业，市场占有率超过 10%；Fluorochem 和 Asta Tech Inc 等公司则属于第二梯队企业，市场占有率 在1%至10%之间。 尽管国内分子砌块企业在行业内起步较晚，但近年来也逐渐发展壮大，在国际市场上开始显露头角，抢占部分海外市场份额。这些国内品牌凭借成本优势、快速响应和售后服务等优点，其全球市场份额正逐步提升。相信随着全球产业转移的进行，越来越多的海外订单将持续流入国内，这将对国内的分子砌块及中间体业务产生积极影响，未来市场前景值得期待。 前衍相关产品 1-Boc-3-碘氮杂环丁烷 254454-54-1 环丁烷 （Cyclobutane） N-Boc-3-羟基氮杂环丁烷 141699-55-0 环丁烷 （Cyclobutane） N-二苯甲基氮杂环丁烷-3-醇 18621-17-5 氮杂环丁烷(Azetidine) 环己烷 110-82-7 环己烷 （Cyclohexane) 7-氮杂吲哚啉 10592-27-5 氮杂吲哚 (azaindole) 6-氯-7-碘-7-脱氮嘌呤 123148-78-7 脱氮嘌呤（deazapurine） 吲唑 271-44-3 吲唑 (indazole) 吲哚 120-72-9 吲哚 （indole） 双环己酮乙二醇单缩酮 56309-94-5 双环己烷 (bicyclo hextane, BCH) 注：点击产品名称可以查看产品详情。 更多相关产品欢迎咨询您的专属客服。

基础 Boc保护基（ tert-butoxycarbonyl ,叔丁氧羰基）是最常见的氨基保护基团之一，化学式为(CH3)3COCO-.它的结构式如下： Boc基团在有机合成中具有较好的稳定性和选择性，广泛应用于合成中间体的保护和功能化反应中： 稳定性：Boc基团在常规实验条件下是相对稳定的，不易发生分解或反应。 酸碱性：Boc基团是一个弱酸，可以被强碱（如氢氧化钠）或酸催化剂（如酸）去除。 水解性：Boc基团可以在酸性条件下或通过酶催化的水解反应中被水分解，生成相应的醇或胺。 活性：Boc基团在有机合成中可以发生一系列反应，如亲核取代、亲电取代、还原等。 保护作用：Boc基团可以保护胺基或羟基，防止它们在反应中发生不希望的副反应。 Boc保护基的上述化学性质使其成为有机合成中常用的保护基，可以在反应中提供保护和控制反应的特定性质，从而有效地进行复杂分子的合成。 反应机理 Boc保护基可以在合成中用来保护含有活性氢原子的官能团，以防止其发生不需要的反应。在需要时，可以通过特定的条件将Boc保护基脱去，使原始官能团恢复活性。Boc保护基在有机合成中广泛应用，特别是在肽合成和小分子合成中。 上保护 引入Boc保护基团的常见方法包括： Boc2O法：将胺化合物与二碳酸二叔丁酯（Boc2O，BOC酸酐，Boc-anhydride）在碱性条件（三乙胺NEt3等）下反应，生成Boc保护胺。 Boc-ON法：将胺化合物与具有活泼ester基团的Boc-ON试剂（比如Boc-ONH2或Boc-ONa）在碱性条件(二甲基氨基嘧啶等)下反应，生成Boc保护胺。 Boc-Cl法：将胺化合物与氯甲酸叔丁酯（Boc-Cl）在三乙胺盐酸盐（Et3N·HCl）等存在下反应，生成Boc保护胺。 Boc-azide法：将胺化合物与叔丁氧羰基叠氮化物（Boc-azide）在碱性条件(碳酸钠或碳酸氢钠等)下反应，生成Boc保护胺。 这些方法中，Boc2O法是最常用的，能够高效地引入Boc保护基。其他方法需要根据具体反应条件和反应物的特性选择使用。在实际应用中，可以根据需要结合文献和实验室经验来选择最适合的方法。在进行Boc保护基引入时，需注意控制反应条件和试剂用量，以避免副反应和浪费。 脱保护 脱去Boc保护基的方法有很多种，以下是常用的方法： 酸性水解法：适当条件下将含有BOC保护基的化合物溶解于适宜的溶剂中，并向其中加入强酸（如三氟甲磺酸、硫酸），使其脱去Boc基团。 Lewis酸催化脱保护法：将含有Boc保护基的化合物与Lewis酸（如硼氢化钠、锑氢化钠等）在适宜条件下反应，使其脱去Boc基团。 碱催化脱保护：比如在Na2CO3 /DME /H2O或者K2CO3 /MeOH/H2O条件下，加热回流处理Boc保护的化合物，使其脱去Boc基团。 氢化还原脱保护：一般在氢气气氛中进行，在适当的溶剂中加入催化剂（如铂、钯）和Boc保护的化合物，通常在室温或略高于室温下反应，使其脱去Boc基团。 需要注意的是，在进行Boc保护基的脱除反应时，应考虑到反应物的特性、反应条件和目标产物的要求，以选择最适合的方法。同时，也要避免副反应和产物纯度降低的情况发生。 应用 Boc保护基在有机合成中的应用十分广泛，可以发挥保护作用、调控反应条件及反应选择性、合成复杂分子结构等重要作用。 保护特定官能团：Boc保护基可以保护许多不同的官能团（如胺基，羧基，醇等），防止其发生不受控制的反应。这使得在有机合成中可以选择性地进行其他官能团的化学反应，而不影响特定官能团。 合成多肽：由于Boc保护基只在酸性条件下水解，因此可以用作多肽合成中α-氨基保护基。将α-氨基化合物先保护为Boc衍生物，在固相合成或液相合成过程中，通过控制反应条件将Boc保护基去除，再用二氧化碳或其他方法去除其他氨基保护基，最后得到目标多肽。 合成药物：Boc保护基在合成药物中起到重要作用。它可以帮助选择性地进行化学反应，保护保护胺基、羧基以及醇等官能团，并在适当的时候去除保护基生成目标药物分子。 催化剂的修饰：Boc基可用于调控催化剂的选择性。例如，在不对称催化反应中，使用Boc-氨基多肽修饰金属催化剂，可以改善其立体选择性，提高产率和对映选择性。 高选择性去保护：BOC保护基可以通过酸触媒或氢化还原剂等条件进行去除。在具有多个保护基的化合物中，可以实现高度选择性的去保护，以便在特定位置上进行后续反应。 Boc保护基作为一种常用的保护基，在化学品、医药、生物科技以及研究和开发等领域都有着广阔的市场前景。随着化学合成技术的不断发展和需求的增加，Boc的市场份额有望继续扩大。 前衍相关产品 二碳酸二叔丁酯（Boc2O，BOC酸酐） 24424-99-5 Boc保护基 Boc-ON （2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯乙腈） 58632-95-4 医药中间体 Boc-L-谷氨酸二甲酯 59279-60-6 帕罗韦德重要中间体起始原料 2-(2-BOC-氨基乙氧基)乙醇 139115-91-6 医药合成中间体 N-Boc-2-氨基-2-甲基-1-丙醇 102520-97-8 医药中间体 (R)-1-(Boc-氨基)-2-丙醇 119768-44-4 医药中间体 注：点击产品名称可以查看产品详情。 前衍相关溶剂 三乙胺 121-44-8 溶剂 三氟甲磺酸 1493-13-6 溶剂 碳酸氢钠 144-55-8 溶剂 注：点击产品名称可以查看产品详情。 更多相关产品欢迎咨询您的专属客服。

蒙吉·G·巴旺迪 (Moungi G. Bawendi)，路易斯·E·布鲁斯(Louis E. Brus) 和阿列克谢·埃基莫夫(Alexei I. Ekimov)因发现和合成量子点（quantum dots）而被授予2023年诺贝尔化学奖。 2023年诺贝尔化学奖颁发给量子点的事实显示了物理、化学和材料科学之间的密切关系。同时，化学领域也与生命科学息息相关，这也是为什么化学奖有时会授予与生命科学相关研究的原因。 什么是量子点？ 量子点是一种纳米级别的半导体材料结构，其尺寸约为几纳米至十几纳米。它由数十个甚至数百个原子组成，呈现出特殊的物理和化学性质。 在量子点中，电子受限于三个空间方向上的限制，形成了"限制态"，使得电子的能量呈现离散的能级。这使得量子点具有许多独特的特性，如量子尺寸效应、发光性质和电子输运性质等。 量子点往往仅由数千个原子组成。尺寸上而言，量子点相较于足球，大约就相当于足球之于地球。 量子点合成化学发展 1970年代早期，Alexei I. Ekimov在固态物理研究中首次观察到了纳米级别的半导体颗粒，这就是最早的量子点现象的发现之一。他使用碱金属在玻璃基底中生长了CdS纳米晶体，并通过光谱技术证实了这些纳米晶体的量子尺寸效应。1980年代，许多研究人员开始对量子点进行深入研究，特别是在半导体领域。他们发现，当半导体材料的尺寸缩小到纳米级别时，材料的光电性质会发生显著变化，如能带结构、光吸收和发射等。 以Louis E. Brus为代表的科学家们开创了用溶剂合成量子点的新方法。他们首次报道使用有机表面配体包裹纳米晶体的策略，从而稳定了量子点溶液，并实现了对其光学性质的调控。随后的几年里，Moungi G. Bawendi改进了合成量子点的技术，确保了其高质量。这一创新成果为当今纳米技术中量子点的应用提供了重要的前提条件。 由于合成化学的进步，量子点这一材料家族不断壮大并呈现出更多的可能性。现在已经有了各种各样的方法来调控量子点的形貌和结构，使得其具备特异性能的功能单元不断涌现。 量子点的应用 量子点具有许多独特的物理和化学性质，因此在各个领域都有广泛的应用，以下是其中几个主要的应用领域： 显示技术：量子点可以作为高效、高色彩饱和度的显示颜料，替代传统的荧光体系。尤其适合LED背光源、宽色域电视、超高清显示等应用，具有广阔市场前景。 光催化：由于量子点具有良好的光稳定性、强化学修饰能力和可控尺寸等优良性质，因此被广泛研究和应用于催化反应、新能源产生和环境污染处理等领域。 生物医学：量子点的较小粒径、生物相容性和荧光等性质使其成为重要的生物标记物和成像剂，例如癌症诊断、细胞跟踪、药物递送等领域。 太阳能电池：量子点的带隙结构与太阳光谱的吸收范围相匹配，可作为新型太阳能电池体系的发光层，在提高光电转换效率的同时降低成本、减少环境污染等方面具有潜在优势。 纳米光子学：量子点具有极小的尺寸和强烈的荧光，因此受到纳米光子学领域的高度关注，可以被应用到基于单光子发射的信息存储、传输和处理等方面。 除此之外，还有许多其他领域对于量子点也有相关的应用，例如传感器、安全防伪、生物检测等领域。可以预见，随着对量子点的进一步深入研究，还有很多关于令人惊叹的量子现象需要探索，其应用领域也将会不断拓展。

过渡金属催化研究的核心内容是发展新配体,因为配体可以改变金属中心的立体电子效应,进而影响反应的进程,是催化活性和选择性控制的关键因素。从某种意义上讲,过渡金属催化剂发展的历史就是一部配体发展史。邻菲啰啉(又称1,10-菲啰啉)由三个六元芳环组成,是一个平面刚性的共轭结构(图1)。其处于刚性平面的双氮配位原子距离合适,可与多种金属配位形成稳定的络合物,另一方面,其特有的杂环芳香共轭体系,可与金属离子通过多重分子轨道相互作用(包括σ-donor、π-donor、π*-acceptor等),增强配体与金属的电子作用,降低体系能量。邻菲啰啉及其衍生物与多种过渡金属的络合物可以高效、高选择性地催化多种有机反应。近十余年来,邻菲啰啉及其衍生物作为配体在铁系元素催化的有机反应中应用愈发广泛,所催化的反应类型日益丰富,而且在一些反应中还表现出非常独特的配体效应。 图1邻菲啰啉（1，10-菲啰啉） 南开大学朱守非教授团队长期从事催化有机合成化学研究，重点研究了三类“以氢转移”为关键步骤的重要催化有机合成反应：1）发展多种铁系元素催化氢转移反应；2）提出“手性质子梭”概念；3）催化卡宾对硼氢键的插入反应，从而实现了多种重要生物活性分子的高效合成。自2018年以来，朱守非教授团队一直致力于开展开壳层铁系元素催化剂研究，围绕开壳层铁系元素催化剂的自旋态效应这一关键科学问题，以催化剂分子设计为牵引，将传统反应研究与数学物理前沿成果结合，实现开壳层铁系元素催化剂理性设计，成功开发了新型邻菲啰啉类配体，在各种有机反应中实现对贵金属催化剂的替代和超越，包括：烯烃的硅氢化反应,不对称硼氢化/环化反应,端炔和内炔的硅氢加成反应,端炔的乙烯基锌化反应,氢铝化反应等等，为功能分子高效合成提供更为绿色和可持续的方案。下面总结了南开大学朱守非团队对于新型邻菲啰啉类配体在铁系元素催化反应中的应用： 01烯烃的硅氢化反应 2018年，朱守非课题组首次将邻菲啰啉结构用于硅氢化反应配体的设计中，发展了一类2,9-二芳基取代邻菲啰啉配体修饰的铁络合物催化剂，高效地实现了烯烃的硅氢化反应，表现出如下不同于已有铁催化剂的特点：对苯乙烯给出了马氏加成的选择性；对共轭二烯给出了1,2-加成的产物和马氏加成的选择性；对内烯的硅氢化表现出很好的活性和未见报道的苄位选择性。此外，该催化剂在脂肪烯烃的硅氢化反应中也表现出很高的活性（转化数高达10000）和反马氏选择性。控制实验表明，邻菲啰啉骨架能够稳定低价铁物种，对其选择性起到了关键作用（图2）。 图2 2022年， 该课题组发展了简单烯烃反马氏加成选择性的硅氢化反应，而且还能催化多种共轭二烯发生1,2-反马氏加成选择性的硅氢化反应。机理研究表明，该反应可能经历了Fe(0)-Fe(II)的催化循环，配体在铁中心构成的极度拥挤的微环境阻碍了共轭二烯和铁中心的螯合配位，促进了硅烷的负氢向共轭二烯中位阻较小的端烯迁移，最终表现出独特的1,2-反马氏加成选择性（图3）。 图3 02炔烃的硅氢化反应 2019年，该课题组报道了铁催化的炔烃的硅氢化反应，为偕二硅烷类化合物的制备提供了一种高效新方法。该方法使用的Fe催化剂绿色廉价且具备很好的生物相容性，该反应原子经济性100%，区域选择性良好，反应条件温和，原料廉价易得，而且该反应产生的二级偕二硅烷类化合物是之前未曾报导过的，其Si-H键可以经历各种转化，极大的拓展了这类化合物的应用前景（图4）。 图4 同年，该课题组又成功将2,9-二芳基-1,10-菲啰啉配体的铁配合物催化剂用于多种炔烃的硅氢化反应中，表现出很高的催化活性（转化数高达35500，转化频率高达35.5s-1）、单一的顺式加成选择性和优异的区域选择性。更有意思的是，该铁催化剂通过简单改变配体2,9-位芳基取代基就能使反应的区域选择性发生完全逆转。这一现象在铁催化反应中罕有报道，也为理解铁催化剂的工作原理提供了绝佳机会（图5）。 图5 03不对称硼氢化/环化反应 2020年，该课题组首次尝试并成功实现钴催化1,6-烯炔的不对称硼氢化/环化反应。一系列O-、N-和C-醚化1,6-烯炔反应生成含手性四氢呋喃、吡咯烷和环戊烷环的烷基和乙烯基硼酸酯，产率适中到较高，对映体选择性良好。进一步的研究，以揭示这种转化的详细机制，并开发其他钴催化的多不饱和底物的不对称氢官能化/环化反应，将是未来工作的主题（图6）。 图6 04端炔的锌化反应 2021年，该课题组利用独创的铁催化剂，首次实现了极具挑战的端炔的乙烯基锌化反应，为有机锌试剂和多取代共轭烯烃的合成提供了新的高效的方法。该反应具有非常好的官能团耐受性和底物普适性，被成功用于维生素A等重要生物活性分子的简便合成，显著提高了合成效率（图7）。 图7 2022年，该课题组成功实现了端炔高活性、高区域选择性和高立体选择性的端炔的碳锌化反应，得到顺式，反马氏加成的碳锌化产物。本文发展的铁催化剂和文献中已知催化剂相比，表现出不同的反应性和选择性，官能团耐受性优异，底物适用范围较宽。铁催化剂在该反应的实现中发挥了关键作用，展示了铁催化的巨大潜力（图8）。 图8 05氢铝化反应 2022年，该课题组报道了首例铁催化炔烃的氢铝化反应，使用2,9-二芳基-1,10-菲啰啉和铁的配合物催化剂，以常见的商品化的DIBAL-H作为铝试剂，制备了结构多样性丰富的烯基铝试剂，并用于药物中间体的合成。和文献报道的其它金属催化剂相比，本文发展的铁催化剂具有以下优点：底物范围广、官能团耐受性好、选择性高、条件温和等，具有很好的应用潜力。该反应利用C-Al键易于转化的优势，为高选择性地合成多种三取代烯烃提供了高效的合成方法（图9）。 图9

蛋白−蛋白偶联物在生物技术和生物制药研究领域的发展中发挥着重要的作用，比如治疗性双特异性抗体、生物成像剂和双功能酶[1−4]。这些偶联物通常来源于基因融合的重组表达蛋白[5,6]。虽然融合蛋白比较常用，但仍具有一定的局限性，包括结构域的不正确折叠，稳定性差，仅能N-C融合等等[5,6]。然而，翻译后蛋白质-蛋白质偶联策略能够拓展多样性，例如N-N，C-C偶联等[7]，比较常用的方法是通过带有功能性反应基团的连接子与蛋白反应。 马来酰亚胺与半胱氨酸巯基的反应极为常用，但可能发生逆迈克尔加成以及与内源硫醇发生硫醇交换反应[8,9,10,11]（图1）。此文献中，Michele组描述了一种同源双功能连接策略，基于半胱氨酸与全氟芳香族试剂的芳基化，通过亲核取代产生稳定的S−C(sp2)键。“π-钳”序列（Phe-Cys-Pro-Phe）[12,13]增强了半胱氨酸与全氟芳香族化合物的反应，已被应用于ADCs和PROTAC开发[12,14,15]。Michele组通过“π-钳”序列和位点特异性偶联，使用双五氟苯磺酰胺官能化的连接子（L1/L2）制备得到了更加稳定连接的蛋白质-蛋白质偶联物（图1）。 图1:左为二聚体合成流程；右为马来酰胺和五氟苯磺酰胺连接子比较 事实上，这种连接策略针对SARS-CoV-2刺突蛋白蛋白受体结合域（RBD）上两个不同表位计算设计的抗体（(desAbs)二聚体，命名为C1及C2（图2），并将其偶联制备为同/异二聚体，有利于增加其大小，提高结合亲和力。因此作者以此为模型进行实验。 图2：抗体C1，C2 首先，作者将C1进行工程化，在序列中引入半胱氨酸。C1-DCE中含有D-C-E，C1-π中含有“π-钳”序列（F-C-P-F）。实验发现，C1-DCE的反应性不足以转化为完全修饰的单体，但C1-π反应性明显更高，在温和条件下3小时内完全转化为C1-L1（图3）。除此之外，制备的C1-π突变体C1-A-C-P-A对照的实验结果也表明，“π-钳”序列是增加反应性的来源，对于二聚化制备必不可少。 因此作者在连接子L1与C1-π孵育24小时后，制备得到了同二聚体C1C1-L1。类似的，也通过连接子L2及C2-π制备了不同的同二聚体。异二聚体的制备则是通过将纯化后的C1-L1与C2-π孵育。纯化后的偶联物经过SDS-PAGE的表征及二级结构，热变性温度的测试，表明其结构未受到影响，且具有稳定性。 图3. 同二聚体/异二聚体制备及生物物理性质表征 接下来，作者探究了异二聚体制备的第二步反应是否对π序列的半胱氨酸具有选择性。由此，作者设计了C1-π-DCE，在Tev酶切割序列的上游与下游分别含有D-C-E序列与“π-钳”序列（F-C-P-F），即两个不同的半胱氨酸（图4）。作者制备了C1-π/C1-π-DCE-L2异二聚体，并使用Alexa-647荧光染料与仍暴露的半胱氨酸反应，随后使用Tev酶切。实验结果如图4bc。Tev酶切割后二聚体未解偶联，并且荧光分子并未与C1-π-DCE一同被切下，说明反应按照图4a所示发生，偶联步骤对π序列的半胱氨酸具有特异型。 图4.C1-π/C1-π-DCE-L2异二聚体制备及表征 最后，作者评估了二聚体对抗体KD的影响。微尺度热泳测量的结果表明，二聚体相对于组成的单体KD值提高10-60倍。这是由于“强制邻近效应”导致偶联物解离变慢。不同的二聚体均具有相似的KD值，说明他们与RBD的结合模式相似。 总而言之，五氟苯磺酰胺连接子与基于“π-钳”序列的半胱氨酸制备得到了化学位点特异性的蛋白的同二聚体及异二聚体，这种方法有望应用于制备更多的双特异性ADCs，也有可能成为有效的治疗药物。

尊敬的合作伙伴们： 你们好！感谢各位一直以来对我们工作的支持与理解！在您的支持与认可下，我们才得以在激烈的市场环境中大步挺近！2023年春节即将来临，前衍化学全体员工，在此恭祝各位：新年快乐，阖家团圆，生意兴隆！ 根据国务院节假日安排的通知，结合前衍实际情况与工作安排，春节安排如下：2023年1月14日—1月29日放假，放假16天，1月30日正常上班。 春节期间，可正常发布询盘，相关订单我们将在节后第一时间处理，有任何问题可向我们留言，或联系您的专属客服处理！

近年来有机高价碘试剂因其丰富的反应性、低毒环保、易得稳定等诸多优点,受到合成化学家的广泛关注。除了作为通用的氧化剂之外,有机三价碘试剂更是一类功能强大的官能团转移试剂。南开大学张弛教授课题组自建组以来便一直深耕有机高价碘化学领域,长期致力于新型有机高价碘试剂的设计与合成,并将其主要应用于含氟有机化合物的合成、杂环化合物的合成、C-H键官能团化,以及研发一系列新型高价碘肽偶联试剂用于寡肽和环肽的合成。 图1 张弛教授团队发展的代表性的有机高价碘新试剂 1基于环碘酰亚胺骨架的含氟有机三价碘试剂1）三氟甲硫基三价碘试剂[1] 2020年,张弛课题组选取了的N-乙酰基环碘酰亚胺骨架成功合成了第一例三氟甲硫基作为配体的有机三价碘试剂TFTI(trifluoromethylthio-iodinereagent)。TFTI,外观为白色粉末,对空气和水分不敏感,热稳定性好(分解温度为137℃),可以在-20℃下稳定保存至少6个月。TFTI是高活性、多用途的亲电型三氟甲硫基转移试剂,可以实现多种类型亲核物的亲电三氟甲硫基化反应。TFTI搭配有机碱可以在β-二羰基化合物例如β-酮酸酯和β-酮酰胺的α-位引入三氟甲硫基;TFTI在无需添加活化试剂的条件下,可以实现富电子芳烃、杂芳烃、萘酚和烯胺类底物的三氟甲硫基化反应,构筑C(sp2)-S键;TFTI还可以与苯硫酚、胺类和苯硒酚等亲核物反应,在S、N和Se等杂原子上高效引入三氟甲硫基。使用乙酸作溶剂,TFTI可以实现对苯亚磺酸钠的氧化三氟甲硫基化反应。此外,TFTI可作为三氟甲硫基源,配合CuI催化剂,实现芳基硼酸和烯基硼酸类化合物的三氟甲硫基化反应。 在溶剂HFIP中,TFTI可以对生物相关分子包括半胱氨酸、葡萄糖衍生物以及降压药卡托普利(Captopril)中的巯基进行三氟甲硫基化。值得指出的是,TFTI还可以高化学选择性地对一系列天然氨基酸二肽中的半胱氨酸残基进行后期三氟甲硫基化修饰。 图2 TFTI对多种类型亲核物进行亲电三氟甲硫基化 2)单氟三价碘试剂[2] 2022年,张弛课题组设计并合成了基于N-乙酰基环碘酰亚胺骨架的新型有机单氟三价碘试剂AFBI(2-acetyl-1-fluoro-1,2-dihydro-3H-1λ3-benzo[d][1,2]iodazol-3-one),分子内I…O次级键的存在提高了试剂的稳定性,AFBI对空气、水分不敏感,可在环境温度下储存6个月而不会发生分解。AFBI不仅可以高区域选择性地活化环丙烷的碳-碳键,而且还可以实现环丙烷的扩环氟化反应,从而实现了一步从小环到氟化大环的扩环反应。此外,AFBI还可实现1,3-二羰基化合物、不饱和羧酸、芳香重氮盐、重氮化合物等的氟化反应。 图3 AFBI介导的扩环氟化反应制备4-氟哌啶 图4 AFBI促进的单氟化反应 2水溶性高价碘试剂1)水溶性五价碘试剂[3] IBX作为一种温和环保的氧化剂在有机合成中获得青睐,但是IBX在常用有机溶剂中溶解度低,特别是在水中溶解度差,在一定程度上限制了它的实际应用。2011年,张弛课题组成功设计并合成了水溶性五价碘试剂AIBX(5-trimethylammonio-1,3-dioxo-1,3-dihydro-1λ5-benzo[d][1,2]iodoxol-1-olanion),相比IBX,在中心碘原子的对位引入了三甲基氨基,显著增强了IBX的水溶性,而且三甲基氨基的强拉电子性,可增强碘中心的亲电性,利于提高试剂的反应活性。AIBX丰富新颖的反应性也相继被开发:(1)环状b-酮酸酯的脱氢芳构化反应;(2)C(sp2)-C(sp3)单键的环丙烷化反应;(3)C(sp2)-C(sp3)单键的环氧化反应;(4)环状b-酮酸酯的脱氢a,b¢-双官能团化反应;(5)醇的高效氧化制备羰基化合物;(6)AIBX-H2O2体系高效产生单线态氧,成功用于抗疟药物青蒿素的合成。 图5 AIBX介导的脱氢官能团化反应 图6 AIBX-H2O2体系制备单线态氧 2)水溶性三价碘试剂[4] 2018年,张弛课题组首次设计合成了第一例含有I-N键的新型水溶性三价碘试剂氨基磺酸亚碘酰苯PhI+NHSO3-(PISA,(phenyliodonio)sulfamate),PISA在水中具有良好的溶解性,在室温条件下,其溶解度可达0.21M,PISA的水溶液具有较强的酸性,其饱和水溶液的pH为2.05,同时,PISA也是一个强的有机氧化剂,其氧化电势为1.67V。此外,PISA的稳定性好,在室温条件下至少可存放两个月。2-取代吲哚包含2,3-二取代吲哚是一类重要的杂环化合物,广泛存在于药物和生物活性分子中。张弛教授团队使用新发展的PISA在无金属条件下成功地实现了2-烯基苯胺的C-H键胺化,合成了一系列2-取代吲哚。该方法具有区域选择性好、底物范围广、条件温和、操作简单、可放大等优点。 图7 PISA介导的2-取代吲哚的合成 另外,五价碘AIBX可被还原为三价碘AIBA,这也是一个水溶性三价碘新试剂,该试剂可以实现α,β-不饱和羰基化合物C=C双键的环氧化反应。 图8 AIBA介导的烯烃环氧化反应 3)高价碘肽偶联试剂[5] 2015年,张弛课题组报道了一个新型三价碘肽偶联试剂FPID,在iodosodilactone结构的基础上,在碘原子的对位引入强吸电子的3,5-双三氟甲基苯基,一方面增强了I(III)中心的亲电性,提高试剂的反应活性,另一方面,3,5-双三氟甲基苯基的高脂溶性也使该偶联试剂易溶于有机溶剂。FPID配合(4-MeOC6H4)3P可以高效地促进液相肽合成,在标准氨基酸、大位阻氨基酸的成肽反应中有很好的应用。该体系可以成功应用于固相肽合成,其中4个具有生物活性的寡肽可以通过此方法合成,此外,利用该体系通过直接缩合法实现了环七肽分子PseudostellarinD的合成。 图9 FPID介导的天然氨基酸和大位阻氨基酸的成肽反应 4)手性有机碘试剂[6] 2011年,张弛课题组基于周氏配体发展了一个新型手性有机碘试剂,以该试剂作为催化剂、m-CPBA作氧化剂成功实现了酮的对映选择性α-位对甲基苯磺酰氧基化反应。 图10 原位生成手性高价碘试剂实现羰基α-位对映选择性对甲基苯磺酰氧基化反应 参考文献 1.X.-G.ﻩYang, K. Zheng, C. Zhang*, Org.ﻩLett.ﻩ2020,ﻩ22,ﻩ2026. 2.J.ﻩRen, F.-H. Du, M.-C. Jia, Z.-N. Hu, Z. Chen, C. Zhang*, Angew.ﻩChem. Int. Ed.ﻩ2021,ﻩ60,ﻩ24171. 3.(a)ﻩL.-Q. Cui, Z.-L. Dong, K. Liu,ﻩC. Zhang*, Org.ﻩLett.ﻩ2011,ﻩ13,ﻩ6488. (b) Y.-N. Duan, L.-Q. Cui, L.-H. Zuo,ﻩC. Zhang*, Chem.ﻩEur. J.ﻩ2015,ﻩ21,ﻩ13052. (c) Y.-N. Duan, Z. Zhang,ﻩC. Zhang*, Org.ﻩLett.ﻩ2016,ﻩ18,ﻩ6176. (d) S. Jiang, T.-S. Yan, Y.-C. Han, L.-Q. Cui, X.-S. Xue*,ﻩC. Zhang*, J.ﻩOrg. Chem.ﻩ2017,ﻩ82,ﻩ11691. (e) H.-J. Shen, Y.-N. Duan, K. Zheng,ﻩC. Zhang*, J.ﻩOrg. Chem.ﻩ2019,ﻩ84,ﻩ14381. (f) H.-J. Shen, Z.-N. Hu,ﻩC. Zhang*, J.ﻩOrg. Chem.ﻩ2022,ﻩ87,ﻩ3885–3894. 4.H.-D.ﻩXia, Y.-D. Zhang, Y.-H. Wang, C. Zhang*, Org.ﻩLett.ﻩ2018,ﻩ20,ﻩ4052. ChinaﻩPatent No.:CNﻩ107089934 B. 5.(a)ﻩJ. Tian, D.-M. Zhou, C. Zhang*, Org.ﻩLett.ﻩ2012,ﻩ14,ﻩ3020. (b) C. Zhang*, S.-S. Liu, B. Sun, J. Tian, Org.ﻩLett.ﻩ2015,ﻩ17,ﻩ4106. (c) D. Liu, Y.-L. Guo, J. Qu, C. Zhang*, BeilsteinﻩJ.ﻩOrg. Chem.ﻩ2018,ﻩ14,ﻩ1112. ChinaﻩPatent No.:CNﻩ106278898 B. 6.J.ﻩYu, J. Cui, X.-S. Hou, S.-S. Liu, W.-C. Gao, S. Jiang, J. Tian, C.ﻩZhang*, Tetrahedron:ﻩAsymmetry,ﻩ2011,ﻩ22,ﻩ2039.

利用(2S，4R)-Boc-反式-4-羟基-L-脯氨酸甲酯（8）作为起始材料，通过氧化、还原和脱氧氟化，其二级醇的立体中心经过双重反转生成反式-4-氟-L-脯氨酸（13）；随后通过Seebach方法立体选择性的在α-羰基位置引入一个三碳化合物合成15；最后，去保护和环化形成双环吡咯烷醇的双环核心，在还原后得到最终产物1。 Org. Process Res. Dev. 2022, 26, 2839−2846 一、反式-4-氟-L-脯氨酸（13）的合成 a. 通过氧化从8得到化合物9； b. 9中的酮基使用使用了酮还原酶（keto reductase，KRED）PK076进行转化还原得到10。转化率能达99.5%，非对映体比率为98.7:0.8，酶载量10%。且这种生物转化作用的效率在100克级别的实验中转化率达到了99% 以上，非对映体比率达到了99.3:0.7(98.6% de)。用正庚烷/MTBE体系结晶得到纯品10，产率为87%。 c&d. 使用三氟甲磺酸酐和Et3N·3HF对10进行两步脱氧氟化。氟化反应中会发生消除反应生成烯烃副产物，这些副产物可以用KMnO4氧化除掉。其他残留杂质也在下游过程中除去。分离纯度> 99%，结晶后产物质量分数>99%，收率71%。 二、由13合成化合物1 a、使用1.2 eq甲醛和4.5 eq原甲酸三甲酯作为反应试剂，45℃下生成14。产率为 91%。 b、利用亲电卤代烷进行立体选择性α-烷基化反应。如下表所示，对不同的卤代烷烃和催化条件进行了一系列优化筛选： 最后发现，碘代氯丙烷在 DMPU（2 eq.）的催化下产率为70%，为最优条件。 c、将15a在甲醇中回流16小时生成了16·HCl。通过丙酮结晶很容易分离出所需的产物，从机理上讲，假设反应由分子内烷基化引发，形成季铵盐15c，用甲醇进行缩醛缩醛裂解后，缩醛酯 15d 断裂成所需的产物 16·HCl 和新戊醛二甲基缩醛。 d、在THF中回流16·HCl与（2 eq.）BF3·OEt2和（3 eq.）NaBH4产生最终产物1，为淡黄色油，分离产率为84%。 该工艺成功地应用于化合物1的公斤级合成，总产率为40%，选择性为（99% ee和de）。

桑德迈尔反应是将芳基重氮卤化物/芳基重氮盐转化为芳基卤化物或芳基类卤化物。所需的卤代芳基重氮化合物通常由芳胺（通过重氮化）在无水条件下使用亚硝酸钠/氢卤酸或烷基亚硝酸盐制备而成。 具体机理：从铜(Ⅰ)催化剂到重氮化合物形成一个单电子转移（SET），产生重氮自由基和铜(Ⅱ)卤化物。重氮自由基容易释放氮气，形成芳基自由基，随后芳基自由基从卤化铜(Ⅱ)接收卤化物，再生铜(Ⅰ)催化剂并形成最终的芳基卤化物。 试剂: 铜(Ⅰ)盐催化剂 反应物: 芳基重氮卤化物 产物: 芳基卤化物 反应类型: 亲核（自由基）芳基取代 反应机理 相关反应 偶氮偶合反应 重氮化反应 罗森蒙德－冯布劳恩反应 希曼反应 实验贴士 在芳基重氮卤化物上，供电子和吸电子基团都是可耐受的 如果选择亚硝酸钠/氢卤酸路线合成芳基重氮卤化物，则铜(Ⅰ)盐的反离子必须与氢卤酸的共轭碱相匹配，否则会产生芳基卤化物的混合物[1] 生成的芳基重氮卤化物随后与卤化铜(Ⅰ)在同一罐（先不分离）中反应[1] 铜的溴化物、氯化物或氰化物分别用于获得芳基氯化物、芳基溴化物和芳腈。芳基碘化物的形成不需要使用铜(Ⅰ)盐，而是碘化钾[1] 也可通过使用三氟乙酸、硫酸水溶液或铜盐水溶液（偶尔称为桑德迈尔羟基化）在加热条件下从芳基重氮盐中制备苯酚[2,3,4] 1. Kürti, L., Czakó, B. (2005). Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis; Background and Detailed Mechanisms. Burlington, MA: Elsevier Academic Press. 2. Horning, D. E., Ross, D. A., Muchowski, J. M. Synthesis of phenols from diazonium tetrafluoroborates. Useful modification. Can. J. Chem. 1973, 51, 2347-2348. 3. Cohen, T., Dietz, A. G., Jr., Miser, J. R. A simple preparation of phenols from diazonium ions via the generation and oxidation of aryl radicals by copper salts. J. Org. Chem. 1977, 42, 2053-2058. 4. Hanson, P., Rowell, S. C., Walton, P. H., Timms, A. W. Promotion of Sandmeyer hydroxylation (homolytic hydroxydediazoniation) and hydrodediazoniation by chelation of the copper catalyst: bidentate ligands. Org. Biomol. Chem. 2004, 2, 1838-1855. 相关产品 CAS号 中文名 纯度 14781-45-4 六氟乙酰丙酮 95% 53801-63-1 锌铜偶 97% 38465-60-0 氟硼酸铜 98% 142-71-2 无水醋酸铜 98.5% 34946-82-2 三氟甲烷磺酸铜(Ⅱ) 98% 544-92-3 氰化亚铜 98%