Science发布将铁催化剂用于制药的一大飞跃

时间：2021-10-26 00:00:00 来源：网络整理

如果有一间教室里摆满了过渡金属，这些金属可以用作复杂药物反应的催化剂，那么铁将是最有前途但也最难以驾驭的成员。

然而，罗切斯特大学(University of Rochester)和马里兰大学(University of Maryland)的研究人员已经创造出一种新的反应，并对其进行了表征。这种反应有可能使铁成为该类化合物的前沿，使以前难以制造的类药物化合物在一步之内就能更快、更便宜地合成。他们将研究结果发表在《科学》杂志上。

“这是一个巨大的飞跃，在开发有效和实用的铁基反应，制药行业可以利用，”罗切斯特大学马歇尔·d·盖茨化学教授迈克尔·内迪格说，在古铁雷斯于2021年8月搬到德州农机大学之前，他的研究小组与马里兰州化学副教授奥斯瓦尔多·古铁雷斯的研究小组合作。

铁:在化学合成方面是比钯更好的催化剂

所谓过渡金属催化交叉偶联反应是化学合成中应用最广泛的方法之一。工业和学术实验室经常使用的过渡金属催化剂是钯。钯的作用很好，但它稀有、昂贵、有毒——这就是为什么Neidig和Gutierrez实验室一直在研究生产铁的替代品。

铁虽然丰富、廉价且相对无毒，但一直没有得到充分利用，部分原因是当它在这些反应中与碳结合时，产生的有机铁化合物可能非常不稳定，难以控制。

虽然在这些反应中使用的大多数交叉偶联都涉及将两个分子放在一起，但Gutierrez小组的首席作者Lei Liu设法创造了三组分偶联，增加了反应与多种化合物结合的潜力。研究小组的博士生玛丽亚·卡米拉·阿奎莱拉随后煞费苦心地分析了这种反应是如何起作用的。

阿奎莱拉的部分工作包括重现反应中所用的四种“铁”的精确晶体结构——实际上是为每一种铁创建一张照片。然后，她对每一种物质进行了表征，以确定是哪一种物质引发了反应，以及其他三种物质在反应的不同阶段所扮演的角色。

博士生Maria Camila Aguilera是一篇描述新型铁基交叉偶联反应的论文的联合主要作者。迈克尔·内迪格教授说，阿奎莱拉的分析“建立了一个框架，以一种理性的、机械驱动的方式继续发展铁基反应。”(罗彻斯特大学摄/ J.亚当·范斯特)

“这是一个非常具有挑战性的项目，”这位在哥伦比亚国立大学(Universidad Nacional de Colombia)获得化学学士学位后来到罗切斯特大学的四年级博士生说。“但我对此非常兴奋，因为它让我真正深入到一种非常不同的化学领域。”

Neidig说，阿奎莱拉使用了一系列光谱学工具和独特的低温基础设施，使实验室能够“研究世界上很少有化学实验室能做到的不稳定的有机铁化合物”。她的分析“建立了一个框架，以一种理性的、机械驱动的方式继续发展铁基反应，”他补充道。

药物开发的一个有希望的进展

药物开发的实施前景如何?

neidg说:“我认为这种反应对制药公司很有吸引力。”