中科院上海有機化學研究所余金權教授、戴輝雄博士以N-甲氧基甲酰胺為導向基團，采用零價鈀作為催化劑，通過最為綠色環保的空氣為氧化劑，現場生成具有催化活性的二價鈀物種，實現了雜環化合物碳—氫鍵官能團化新突破。該研究打破了碳—氫鍵活化中傳統的選擇性規律，有望在藥物分子多樣性合成及修飾方面實現應用。近日，相關研究在線發表于《自然》雜志。

    這也是我國大陸地區有機合成化學領域科學家在《自然》上發表的第一篇論文。

    雜環化合物廣泛存在于藥物分子中，在藥物合成和發現過程中扮演著舉足輕重的作用，這是因為雜環的存在不僅能夠影響藥物分子與受體之間的相互作用，而且有利于提高藥物分子的溶解度。因此，如何快速構建雜環分子骨架并高效地進行結構多樣性合成，受到極大關注。

    “如果通過一步簡單的碳—氫鍵活化對雜環化合物進行精準的官能團化，可大大縮短藥物分子的合成步驟，實現結構多樣性分子的快速合成與修飾，使得快速構建龐大的藥物分子庫成為可能，將對藥物的篩選和發現起到巨大推動作用。”戴輝雄說。

    他們構建的催化體系實現了56個雜環化合物的碳—氫官能團化反應，顯示了對雜環中N、S、P等原子的容忍性和底物結構的兼容性，很好地克服了這些雜原子對反應區域選擇性的影響。該反應表現出很高的催化效率以及原子經濟性，特別是采用空氣作為氧化劑，以0.5 mol% Pd2(dba)2作為催化劑在半小時內就能夠完成，具有很好的實用價值。