综述:路易斯酸在四氢呋喃骨架合成中的作用:最新进展

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:European Journal of Organic Chemistry 2.7

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  这篇综述系统梳理了2017-2024年间路易斯酸(Lewis acids)介导/催化四氢呋喃(THF)骨架合成的新策略,重点阐述了其在天然产物全合成和药物发现中的关键作用,包括环化(cyclization)、官能团化(functionalization)和重排(rearrangement)等高效路径。

  

【四氢呋喃骨架的生物重要性】

作为氧杂五元环结构的典型代表,四氢呋喃(THF)广泛存在于抗肿瘤剂、抗生素和神经调节剂等药物分子中。其独特的半椅式构象能有效模拟生物大分子三维结构,例如抗疟疾药物青蒿素(artemisinin)和抗癌药物紫杉醇(taxol)均含有THF核心单元。

【路易斯酸的催化优势】

与传统质子酸相比,三氟化硼(BF3)、三氯化铝(AlCl3)等路易斯酸可通过空轨道选择性活化环氧、烯醇等官能团,实现:

  1. 1.

    区域选择性环氧化开环(regioselective epoxide opening)

  2. 2.

    分子内亲电环化(intramolecular electrophilic cyclization)

  3. 3.

    [3+2]环加成构建多取代THF骨架

【前沿合成策略】

镍催化烯丙基醚的氧化环化(Ni-catalyzed oxidative cyclization)可在温和条件下构建全碳季中心THF结构,产率达92%。稀土金属三氟甲磺酸盐(Ln(OTf)3)则能催化分子内羟醛缩合,高效合成螺环THF衍生物。

【药物开发应用】

通过路易斯酸介导的串联反应,已完成海洋天然产物brevisin核心骨架的克级制备。计算机辅助设计(CADD)显示,银催化合成的2,5-二取代THF衍生物对κ-阿片受体(KOR)具有纳摩尔级亲和力。

【未来展望】

发展手性路易斯酸催化剂(chiral Lewis acids)将解决THF立体中心构建难题,而流动化学(flow chemistry)与微波辅助技术的结合有望提升合成效率。这些进展将持续推动抗感染、抗肿瘤等创新药物的研发进程。

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