他们的合成氮杂环丁烷可以帮助简化神经系统疾病的药物设计

休斯顿-(2019年8月9日)-莱斯大学的化学家想说明一点：氮原子用于正方形。

氮是关键点。正方形是承载它们的框架。这些分子被称为氮杂环丁烷，它们可以在药物设计中用作构建模块。

化学家拉斯洛库尔提的莱斯实验室在Angewandte Chemie的论文中介绍了它的氮杂环丁烷。该实验室的目标是通过简单合成一类以前很难找到和复制的分子，建立一个药物设计的支架库。

据研究人员介绍，氮杂环丁烷已经出现在几种药物中，是治疗帕金森病、妥瑞症和注意力缺陷障碍等神经系统疾病的有前途的一部分。

因此，制备一种快速廉价的合成路线来生产含有未保护氮原子的氮杂环丁烷(称为氮和氢的NH-氮杂环丁烷-NH)是有价值的。它们首先在几种太平洋海绵中被发现，最近，它们已经在艰苦的实验室中被制造出来。

这篇论文的主要作者Rice研究生Nicole Behnke和Kaitlyn Lovato很快了解到为什么科学文献中很少提到NH- azetidine的合成。

学生需要超过250次实验来优化他们的过程，这需要大约24小时，包括产品纯化。氮杂环丁烷分子有许多构型，但它们都有一个正方形的主题，一个包含一个氮原子和三个碳原子的四原子“环”。这个环是杂环，也就是说，它包含至少两种不同的元素。

库尔提指出，一个方环总是通过一个共同的碳原子与另一个环相连，这种结构被称为螺氮杂环丁烷。这样，两个环相互垂直，进一步分离出高活性的氮供化学家使用。水稻实验室变异中的氮通常(虽然不总是)与氢原子“cap”配对，这仍然允许氮与外部试剂反应。

“库尔蒂博士的灵感来自一种叫做Kulinkovich反应的合成过程的机制，这种反应被用来制造一种三元全碳环，称为环丙烷，杂原子(氮或氧)在外面，”洛瓦托说。

“一旦我们开始研究和生产季氮杂环丁烷，我们发现它们中的大多数都没有NH结构，”她说。“已知的合成方法主要产生氮杂环丁烷，其中环氮原子与环外碳相连，但NH连接难以直接进入。如果有碳，氮被认为是受保护的，但有氢则允许它自由地进行进一步的反应。”

“一旦你制成了这个NH杂环，你就可以灵活地在氮上放上任何你想要的东西，”库尔提说。“还是保持现状吧。”

钛是化学反应中的关键中间体，这使得化学反应能够快速进行。“这种金属络合物介导了整体转化，这非常好，因为钛无毒，而且非常丰富，”他说。

“这是可以买到的，也不贵，”Behnke说。"如果我们不在烧瓶中加入钛，反应就不会进行."

kurti表示，Rice团队并没有为这一工艺申请专利。“现实是，当我们开发新的机制或反应时，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巨大贡献，”他说。

“生物技术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，并快速测试其针对不同癌细胞系、病原体或其他重要疾病的生化途径的生物活性。他们有测试，”库尔提说。“一旦他们获得了像这些螺旋氮杂环丁烷一样的新核心结构，医学化学家就可以决定他们希望添加哪些不同的功能。”

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