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Angew. Chem. :胺基铯催化的苄位选择性氘代反应及药物分子的氚代反应2023-01-14
氘和氚标记的化合物被广泛应用于化学和生命科学领域,尤其是药物研发过程中起到重要的作用。在众多合成方法中,催化氢同位素交换反应是合成氢同位素标记化合物最常用、最高效的方法。尽管化学家发展了多种方法可以应用于有机化合物的氘标记,然而其中很多方法却难以用于氚标记反应,尤其是高比活度的氚代反应。氘代反应可以用重水、氘代二甲亚砜、氘苯等多种氘源,而相应的氚源却非常有限。纯的氚水具有较高的毒性和不稳定性,容易发生自辐射分解;因而在合成中使用的氚水通常需要高度稀释。氚气具有同位素纯度高、易于操作和商业可得等优点,逐渐成为氚标记的首选试剂。因此,发展高效、高选择性的催化剂实现弱酸性碳氢键和气体同位素(氘气、氚气)的氢同位素交换方法具有重要的理论价值和现实意义。

近日,复旦大学关冰涛课题组和Merck公司同位素标记实验室的杨海凤博士合作,以胺基铯CsN(SiMe3)2为催化剂,氘气(D2)和氚气(T2)为同位素源,通过“动力学去质子官能化”策略,实现了苄位C-H键和D2及T2之间的选择性氢同位素交换反应。作者对甲苯衍生物的适用范围进行了系统的考察;结果表明,该催化氘代反具有优秀的底物范围和良好的官能团兼容性,可以实现了Tesmilifene、Imipramine、Butenafine、Vortioxetine、D-α-tocopherol以及Gemfibrozil等药物分子的苄位选择性氘代反应,氘代率可达99%。作者随后将该方法拓展至以T2为氚源的氚代反应,成功实现了Tesmilifene、Imipramine和Vortioxetine的氚标记,其中氚标记Vortioxetine的放射性比活度高达99.7 Ci mmol-1。这些结果表明胺基铯是一种优秀的催化剂,可以选择性地实现苄位碳氢键和氘气、氚气的氢同位素交换反应,为药物分子的氢同位素标记提供了一种高效、便捷的新策略。

 

 

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文信息

Cesium Amide-Catalyzed Selective Deuteration of Benzylic C-H Bonds with D2 and Application for Tritiation of Pharmaceuticals

Hui-Zhen Du, Jun-Zhen Fan, Zhong-Zhen Wang, Dr. Neil A. Strotman, Dr. Haifeng Yang, Prof. Bing-Tao Guan

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202214461