大米化学家证明it’是方形的

他们合成的氮杂定有助于简化神经系统疾病的药物设计

莱斯大学的化学家想说明一点:氮原子是正方形的。

氮才是重点。正方形是承载它们的框架。这些分子被称为氮化乙酯，它们可以作为药物设计的基础。

水稻化学家开发了一种合成azetidines的方法，azetidines是一种暴露氮原子的分子，可以作为药物设计的前体。点击图片查看大图。插图由拉兹洛库尔蒂

化学家拉兹洛·库尔蒂(Laszlo Kurti)的水稻实验室在一篇安吉万特(Angewandte)的化学论文中介绍了它的氮杂丁烯类化合物。lab’s的目标是建立一个药物设计的支架库，通过简单地合成一类分子，这些分子以前在自然界很难找到，也很难复制。

研究人员称，氮化硫已经出现在几种药物中，在治疗帕金森氏病(Parkinson’s disease)、妥瑞泰氏症(Tourette’s syndrome)和注意力缺陷障碍(attention deficit disorder)等神经系统疾病方面，氮化硫是很有前景的成分。

因此，利用不受保护的氮原子，合成出一种快速、廉价的氮杂丁烷合成路线是有价值的，这种合成路线被称为氮杂丁烷-氮和氢的NH-氮杂丁烷。氮杂丁烷最早出现在几种太平洋海绵体中，最近在艰苦的实验室过程中得到了应用。

论文的主要作者、莱斯大学的研究生尼科尔·本克和凯特琳·洛瓦托很快就明白了为什么科学文献中对合成氮杂丁烯的引用如此之少。

学生们需要250多个实验来优化他们的流程，这大约需要24小时，包括产品净化。Azetidine分子有很多构型，但是它们都有一个正方形的基序，一个包含一个氮原子和三个碳原子的四原子“ring”。这个环是杂环的，也就是说，它至少包含两个不同的元素。

库尔蒂指出，这个方形环总是通过一个共享的碳原子与另一个环相连，这种结构被称为阿扎替丁螺旋。这样，这两个环相互垂直，进一步隔离了高活性氮供化学家使用。水稻lab’s品种中的氮常常与一个氢原子“cap”配对，而这个氢原子仍然允许氮与外界物质发生反应。

一个模型显示了一个暴露的蓝色氮在一个四元环中，这是氮化氮分子的活性部分。杰夫·菲特洛摄影

“Dr。库尔蒂的灵感来自于一种名为Kulinkovich反应的合成过程，这种合成过程被用来制造三元全碳环，称为环丙烷，环丙烷的外部有杂原子(氮或氧)，”洛瓦托说。

她说:“一旦我们开始研究制造四元的氮杂丁烯，我们发现其中大多数不具有NH结构。已知的合成方法主要是合成氮杂环，其中氮环原子与环外的碳相连，但NH的连系很难直接得到。如果那儿有一个碳，氮就被认为是受保护的，但有了氢，它就可以自由地进行进一步的反应

一旦你制造了这个NH杂环，你就可以灵活地把你想要的任何东西放到氮上，库尔蒂说。或者让它保持原样

一种钛试剂被证明是化学反应中的一个关键中间体，使反应能够快速进行。他说:“这种金属配合物能够介导整体转化，it’s非常好，因为钛无毒而且含量丰富。”

” Behnke说，“it’商用，价格便宜。如果我们不把钛加入烧瓶中，反应就不会发生

从左至右依次是莱斯大学研究生凯特琳·洛瓦托、妮可·本克和化学家拉兹洛·库尔蒂。杰夫·菲特洛摄影

库尔蒂说，赖斯小组没有为这一过程申请专利。他说:“事实上，当我们开发出一种新的机理或反应时，学术界的合成有机化学家可以为生物医学科学和药物发现做出很大的贡献。

库尔蒂说，“生物技术公司和制药公司可以利用这些反应的产物建立结构多样的化合物库，并迅速测试它们对不同癌细胞系、病原体或其他重要疾病生化途径的生物活性。一旦他们获得了像这些螺环氮杂定这样的新型核心结构，就得由医学化学家来决定他们想要添加哪些不同的功能

位于达拉斯的北德克萨斯大学的化学讲师Muhammed Yousufuddin是这篇论文的作者之一。库尔蒂是一名化学副教授。

莱斯大学、美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会(NSF)、罗伯特·a·韦尔奇基金会、安进青年调查员奖、Biotage青年首席研究员奖和NSF的研究生研究金支持了这项研究。