生物活性分子氯代后可以改变生理特性，改善药物代谢动力学和药理学属性。因此，氯带反应对药物发现和药物发展来说是一类很重要的策略。然而，复杂的生物活性分子的直接氯带反应太困难了，以至于不好操作。事实上，很多官能团如羟基，氨基，酰胺基，和羧酸等会通过形成卤键从而较强烈地抑制氯正离子的反应活性。最近，来自北京大学药学院焦宁团队（前一段时间焦老师团队在国际顶刊Science发表了硝基甲烷作为氮供体的 Schmidt类型反应，我们也进行了追踪报道，有兴趣可点击如下链接阅读：北京大学焦宁团队Science报道硝基甲烷作为氮供体的 Schmidt类型反应）在著名的Nature子刊Nature Catalysis上报道了DMSO作为催化剂（很常见的有机溶剂吧），NCS作为氯源的芳环的高效氯带反应。该反应体系条件温和，催化剂和试剂廉价易得并且稳定（这个不用阐述了吧，很常见，很便宜吧），关键是反应官能团兼容性很好，可用于复杂天然产物，药物，和肽类化合物的后期修饰。反应体系的克级实验和便宜的DMSO/NCS体系彰显了工业方面的应用价值。

图片来源：Nature Catalysis

在这里我们直接跳过条件筛选吧，直接看一下这个反应体系的应用，该反应体系的最佳反应条件是：DMSO（20%），NCS（1.2 eq.），氯仿作溶剂，25度反应12个小时。首先看一下这个体系用于已批准的药物和天然产物的后期氯带修饰。从下图可以看出，该反应体系具有非常好的催化选择性和催化活性，对多种官能团都表现出良好的兼容性。作者对催化剂进行了比较，最终结论是在DMSO的作用下产率最高。

图片来源：Nature Catalysis

接着，作者考察了该反应体系在多肽类化合物中的应用，表现同样出色。当前，多肽类药物的研究火热，该催化体系可助力多肽药物的化合物筛选和修饰。

图片来源：Nature Catalysis

考察完复杂的活性分子和多肽类化合物后，作者接着考察了普通杂环化合物和普通芳环化合物的底物普适性。同样，底物普适性，官能团兼容性都非常出色，产率最高可达到99%。更为重要的是，该反应体系可用于活性分子Naproxen, gemfibrozil和吲哚类化合物的克级氯代制备，彰显了极大的潜在应用价值。

图片来源：Nature Catalysis

作者对该反应体系进行了一系列的控制实验和理论计算研究，以弄清反应的机理。小编对理论计算一窍不通，在这里只把机理给大家展示一下。大家有兴趣的话，可自行阅读学习。首选，NCS的氯原子和DMSO的氧原子配位，通过A形成极化的中间体DMSO·Cl+ B，中间体B的活性比NCS更高，中间体B与芳环的π电子作用得到中间态C，接着释放出产物和DMSO，DMSO接着进行下一步循环。

图片来源：Nature Catalysis

这里，小编从该篇文章的Supporting Information里把反应的操作截图下来，置于下面，大家可参考。

参考文献：Nat Catal (2019) doi:10.1038/s41929-019-0398-0；封面图片来源：北京大学药学院主页，仅供交流学习！