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成都先导研发化学中心丨成都先导药物开发股份有限公司(以下简称“成都先导”)研发团队深入研究用于DNA编码化合物(DEL)库合成的多种键的构建,比如:碳(sp2)-碳(sp3)键,碳(sp3)-碳(sp3)键,碳-杂原子键。近日,该团队报道了DNA上的铜促进的Ullmann偶联构建碳-硫键的反应。该反应普适性较好、效率高、对DNA无损伤、适用于DNA编码化合物库(DEL)的合成。该结果目前发表于Bioconjugate Chemistry1。图1. 研究结果文章发表碳-硫键的构筑对药物研发有重要意义硫醚代表了一个重要的药物结构单元广泛存在于药物结构中,例如芬替康唑(抗真菌)、沃蒂奥西汀(抗抑郁药)、阿昔替尼(抗癌药)、头孢他林福萨米尔(抗生素)和奈非那韦(抗病毒药物)。在传统的合成化学中,硫醚的构建已经有了广泛的研究,但DNA上的碳-硫键构建目前只有(1)以芳基铵盐为底物,通过芳香亲核取代反应构建2、(2)固载可逆吸附(RASS)促使的有机相的碳-硫偶联3这两则报道。这些方法都代表了非常有价值的合成工具,但还需开发直接地、高效地构建碳-硫键的方法。成都先导研发团队对Ullmann偶联进行充分的文献调研后,设计了DNA上的Ullmann偶联构筑碳-硫键的反应。反应条件优化条件优化中,作者首先考察了铜催化剂的影响。考虑到转化率和配置铜催化剂时的溶解性,作者选用了溴化亚铜为最佳催化剂。而后,探索了一系列的N,O-、N,N-、和O,O-双齿配体的影响,包括联吡啶, L-脯氨酸, ß-酮酯, N,N'-二甲基乙二胺和马大为发展的草酸酰胺配体。随后对不同碱和溶液进行了筛选,得到最优条件(图2)。图2. 最优条件底物普适性研究在最优条件下,作者探索硫酚和硫醇的反应活性。各种给电子和吸电子取代的硫酚都有中等到较好的转化率,但与吸电子相比给电子取代基的有较高的收率。含有羧基取代的和各种杂环芳香硫酚也有较好的转化率。随后,验证了芳基碘的反应活性。大部分芳基碘代物都可以良好的转化率得到预期产物。官能团如:-磺酰胺、-氯、-溴、-环丙烷等也能耐受。其他杂芳环,如吡唑、咪唑、恶唑、吡啶等,在中等转化率的条件下均可得到产物。此外,该团队研究了DNA连接的芳基碘化物与芳基硫醇的交叉底物验证。几乎所有的组合都能中等到较高的转化率(40%-90%)得到产物。(图3)图3. 底物普适性研究进一步地,研发团队通过共进实验验证了其结构并通过DNA连接和定量聚合酶链反应验证了反应对DNA无损伤。最后,该团队通过采用此方法完成了库合成的概念验证。总结综上所述,成都先导团队建立了一种直接、高效的DNA上的铜促进的 Ullmann交叉偶联构筑碳-硫键的反应。该反应以中等到较高的转化率实现了DNA连接的芳基和杂芳基碘化物和硫酚、硫醇的偶联。该方法普适性较好,对DNA无损伤,适用于DNA编码化合物(DEL)的合成。参考文献:(1) Yue Ji, Dongliang Dai, Huadong Luo, Simin Shen, Jing Fan, Zhao Wang, Min Chen, Jinqiao Wan, Jin Li, Huiyong Ma, Guansai Liu. C–S Coupling of DNA-Conjugated Aryl Iodides for DNA-Encoded Chemical Library Synthesis. Bioconjugate Chem. Article ASAP; DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.1c00076.(2) Wang, D., Wen, X., Xiong, C., Zhao, J., Ding, C., Meng, Q., Zhou, H., Wang, C., Uchiyama, M., Lu, X., et al. (2019) Non-transition Metal-Mediated Diverse Aryl–Heteroatom Bond Formation of Arylammonium Salts. iScience 15, 307-315.(3) Flood, D. T., Zhang, X., Fu, X., Zhao, Z., Asai, S., Sanchez, B. B., Sturgell, E. J., Vantourout, J. C., Richardson, P., Flanagan, M. E., et al. (2020) RASS-Enabled S/P-C and S-N Bond Formation for DEL Synthesis. Angew. Chem., Int. Ed. 59, 7377-7383.
【关于药融圈】药融圈围绕我国生物医药产业链,针对生物医药大数据、技术和资本投资、药融园(产业园)等开展系列系统性工作,促进我国生物医药产业健康发展,完善产业链,共同面对全球合作和竞争。
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