将廉价喹啉转化为复杂的药物候选物

东京工业大学科学家报告称，一种创新的合成策略开辟了使用廉价喹啉作为原料制备二维/三维融合框架的道路。科学家们利用光敏硼酸酯中间体，可以以直接且经济高效的方式将喹啉衍生物转化为多种二维/三维融合框架。他们的发现有望促进高度可定制药物候选物的合成。

喹啉引起了化学家的广泛关注，他们希望合成称为二维/三维融合框架的化合物。这些复杂的有机分子由于其高度可定制的结构和功能基团而具有巨大的医学潜力。喹啉由于其独特的电子构型而使得这种框架的合成成为可能。它们由富含电子的苯环与缺电子的吡啶环融合而成；这些电子特性不同的环可以通过调整反应条件独立地进行修饰。

将喹啉用作二维/三维框架原料的最具吸引力的途径之一是通过去芳香化光环加成反应。该过程涉及使用光和有时使用催化剂来破坏喹啉中的一个芳香环，以便反应物可以“锁定”到该环上，形成目标化合物。尽管进行了许多努力，但大多数研究都报道了喹啉的苯环侧发生的光环加成反应，而很少有研究针对吡啶侧。因此，喹啉的全部潜力尚未得到开发。

在此背景下，日本东京工业大学的一个研究团队在助理教授长岛由纪的带领下，与东京大学的科学家合作，决定迎接这一挑战。在他们于2024年5月27日发表在《德国应用化学》国际版上的最新研究中，他们提出了一种方便的方法来接触喹啉的吡啶侧并合成各种二维/三维框架。

他们方法的关键在于使用一种称为频哪醇硼烷（也称为H–B（pin））的分子。研究人员发现，这种含硼化合物在几乎仅对喹啉的吡啶侧进行去芳香化光环加成方面具有极高的效率。不仅获得的产率高，而且可以使用各种喹啉衍生物和反应物来获得各种二维/三维框架。

为了揭示他们新发现策略背后的机制，研究团队进行了一系列实验和理论分析。他们确定喹啉首先与有机锂化合物反应，然后与H–B（pin）形成中间硼酸酯复合物。这一中间步骤至关重要，正如长岛所说：“我们的详细机制研究表明，光激发的硼酸酯复合物既加速了环加成反应，又抑制了传统光环加成反应中通常发生的再芳构化。”这些效应的结合导致未反应化合物和不需要的芳香族化合物减少。