DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09019-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40399673
تاريخ النشر: 2025-05-21
المؤلف: Zhe Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: التركيب والتفاعلات الحفزية
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على التطبيقات الاصطناعية الموضحة في الشكل البياني الموسع 1. يبرز عمليتين رئيسيتين: أولاً، تحرير الهيكل العظمي للبينزوفورانات، والذي يتم تحقيقه من خلال تفاعلات وعاء واحد تبدأ من المورفولين، مما يشير إلى نهج مبسط لتخليق الجزيئات المعقدة. ثانياً، يناقش تخليق المركبات النشطة بيولوجياً المسمى بـ 15N عبر تبادل ذرة الكربون (C) إلى النيتروجين (15N) في مرحلة متأخرة، مما يظهر تعددية وكفاءة المنهجيات المستخدمة. تسهم هذه النتائج في التقدم في الكيمياء الاصطناعية، لا سيما في تطوير المركبات المسمى للدراسات البيولوجية.
نقاش
في هذا القسم، يناقش المؤلفون تطوير طريقة جديدة للتفكيك الجذري المؤكسد للاندولات والبينزوفورانات، مما يؤدي إلى تشكيل الإندازولات والبينزيميدازولات. تبدأ العملية بتفكك N-نيتروزامينات بواسطة الضوء، مما يولد جذور أمينية تفاعلية تضيف إلى الاندولات، تحديداً في موضع C2، مما يؤدي إلى سلسلة من التحولات التي تنتج هيتروسكلات تحتوي على النيتروجين. تشمل ظروف التفاعل المحسنة استخدام الأسيتات الإيثيلية وإشعاع الضوء الأزرق، مما يحقق عوائد مرتفعة (تصل إلى 78%) من المنتجات المرغوبة. ومن الجدير بالذكر أن الطريقة قابلة للتكيف لكل من الاندولات المحمية بـ N والاندولات الحرة NH، مما يظهر تعددية في توافق الركيزة.
يستكشف المؤلفون أيضاً نطاق استراتيجية التفكيك المؤكسد هذه، كاشفين أن المجموعات المانحة للإلكترونات والمجموعات الكبيرة حجماً على الاندول تؤثر بشكل كبير على التفاعل وعائد المنتج. كما يبرزون التطبيق الناجح لهذه المنهجية على البينزوفورانات، التي أظهرت كفاءة أعلى في التفكيك المؤكسد المدعوم بالجذور مقارنةً بالاندولات. تؤكد الدراسة على الإمكانية للتنوع في مرحلة متأخرة من المركبات النشطة بيولوجياً، مما يظهر تحويل الهياكل المعقدة المشتقة من الأدوية إلى مشتقات مختلفة من الإندازول والبينزيميدازول. بالإضافة إلى ذلك، يقدم المؤلفون بروتوكول تفاعل وعاء واحد ويظهرون جدوى دمج النيتروجين المسمى نظائريًا، مما يمهد الطريق للتطبيقات المستقبلية في الكيمياء الطبية وتطوير الأدوية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09019-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40399673
Publication Date: 2025-05-21
Author(s): Zhe Wang et al.
Primary Topic: Synthesis and Catalytic Reactions
Overview
The section presents an overview of synthetic applications demonstrated in Extended Data Figure 1. It highlights two key processes: first, the skeletal editing of benzofurans, which is achieved through one-pot reactions initiated from morpholine, indicating a streamlined approach to complex molecule synthesis. Second, it discusses the synthesis of 15N-labeled bioactive compounds via a late-stage carbon (C) to nitrogen (15N) atom exchange, showcasing the versatility and efficiency of the methodologies employed. These findings contribute to advancements in synthetic chemistry, particularly in the development of labeled compounds for biological studies.
Discussion
In this section, the authors discuss the development of a novel method for the oxidative radical cleavage of indoles and benzofurans, leading to the formation of indazoles and benzimidazoles. The process begins with the light-mediated homolysis of N-nitrosamines, generating reactive aminyl radicals that add to indoles, specifically at the C2 position, resulting in a series of transformations that yield various nitrogen-containing heterocycles. The optimized reaction conditions involve the use of ethyl acetate and blue light irradiation, achieving high yields (up to 78%) of the desired products. Notably, the method is adaptable for both N-protected and free NH indoles, demonstrating versatility in substrate compatibility.
The authors further explore the scope of this oxidative cleavage strategy, revealing that electron-donating and sterically bulky substituents on the indole significantly influence reactivity and product yield. They also highlight the successful application of this methodology to benzofurans, which exhibited higher efficiency in radical-mediated oxidative cleavage compared to indoles. The study emphasizes the potential for late-stage diversification of bioactive compounds, showcasing the transformation of complex drug-derived structures into various indazole and benzimidazole derivatives. Additionally, the authors introduce a one-pot reaction protocol and demonstrate the feasibility of incorporating isotopically labeled nitrogen, paving the way for future applications in medicinal chemistry and drug development.