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News2021.09.26

超简单的同位素标记法

先问一个问题:下图药物分子的羧基引入13C标记,需要哪些反应步骤?

近期的Science上,来自加拿大阿尔伯塔大学的Rylan J.Lundgren教授团队给出了一个简单到极致的方案——把原料溶解DMF中,然后放在13C标记的二氧化碳气氛(13CO2,1atm)中,等几个小时就搞定了!根据底物结构的不同,反应甚至在20 ℃下经过1小时就能以高收率获得高纯度的13C标记产物。

看到这里,简直有点不太相信。这是怎么做到的?

不管具体路线如何,通常的办法都包括:把原来的羧基脱除,再想办法用13C标记的碳源引入一个羧基。有机化学家在这两类反应上都做了大量的研究。反应条件上的巨大差异使得脱羧和羧化反应看似不可能在“一锅”里完成。

 

但是,在自然界,脱羧反应和羧化反应却一直是在“一锅”里完成的。如果脱除羧基形成二氧化碳能和它的逆反应同时发生,形成一个化学平衡,那么只要在反应体系中加入过量的13C标记二氧化碳,就能推动化学平衡向生成13C标记羧基的方向移动。

将4-氰基苯乙酸钾溶解在DMF中,通入13mL的13C标记二氧化碳。通过监控反应,发现在20℃下,同位素交换反应在15小时左右达到平衡,简单的酸碱萃取即可以83%的收率获得13C富集的产物。

 

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