Science：老樹發新芽——百年前的技術幫人們解決合成碳碳鍵的難題

Lewis 酸和格林試劑結合產生碳碳鍵

材料牛注：格羅寧根大學的教授Syuzanna Harutyunyan通過組合兩種有機化學領域的技術，更容易更精準地獲得了碳碳鍵。這種新方法對藥物研發乃至有機合成領域來說都是一個重大的利好消息。

對大約90%的已知活性藥物來說，其成分都包含有雜環芳烴環，其結構都至少有兩種不同元素。大部分環都包含碳和氫原子，而如何連接兩個碳原子正是合成含雜環分子的關鍵。但合成碳碳鍵是一個困擾科學家已久的難題。通常我們都需要通過中間步驟來獲得，而這不但使合成路線復雜化同時也降低了效率。

此外，許多藥物相關的雜環分子是手性的，這意味著它們存在兩種成鏡像的形式。而這些手性形式常常表現出不同的生物活性。因此，我們需要一種方法來得到正確的手性形式。而Harutyunyan教授所發明的新方法恰好解決了這個重要問題。

對于這一突破性發現，科研人員們歸功于獲1912諾獎的格林試劑，雖然該技術是一百年前的發明，卻是百年后合成碳碳鍵的重要工具。不過格林試劑有一個嚴重問題就是不與雜環反應，而這時候另一位有機化學領域先賢Gilbert N. Lewis所創立的Lewis酸/堿理論有效解決了這個問題。路易斯酸是可以吸引自由電子對的任何化學物質。通過“拉”走電子，Lewis酸可以使分子更易反應。 Harutyunyan能通過一個非常強的路易斯酸來激活雜環分子。

就通常而言，Lewis酸和格林試劑是不能混合的，因為格林試劑會與酸發生反應，但Harutyunyan教授發現低溫下卻不會發生這樣的情況，在低溫下結合格林試劑和Lewis酸可以激活臨近雜環的碳原子從而產生碳碳鍵，同時加入銅催化劑得到手性選擇性。由于之前實驗所用的溫度（零下78度）對制藥公司來說條件太苛刻了。經過科研人員改進，溫度提高到了零下50度，同時也將溶劑從易燃的醚替換為甲苯。已經有制藥公司表示對該項目很感興趣，同時Harutyunyan教授所領導的團隊仍在不斷研究該課題，希望能把實驗溫度提高到適合工業生產的條件。

該文章已經發表在Science上。

感謝丁菲菲提供素材。

原文參考地址：Cool combination produces easier carbon bonds