中國(guó)學(xué)者一作！新型分子編輯技術(shù)，剛登Nature

分子結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化會(huì)導(dǎo)致分子功能的深刻變化。然而，即使是微小的結(jié)構(gòu)改進(jìn)也可能需要目標(biāo)分子的完全再合成，從而增加分子設(shè)計(jì)活動(dòng)的時(shí)間和成本。最近，出現(xiàn)了針對(duì)細(xì)微分子擾動(dòng)的編輯方法，包括原子取代、立體中心反轉(zhuǎn)和官能團(tuán)重新定位。這些精密工具有可能通過(guò)微調(diào)分子結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化分子功能。

2026年3月10日，麻省理工學(xué)院A. E. Wendlandt團(tuán)隊(duì)（QianXu為第一作者）在Nature在線發(fā)表題為“Alcohol group migration by proximity-enhanced H atom abstraction”的研究論文。該研究報(bào)道了在HAT光催化條件下通過(guò)1，2-酰氧基自由基遷移步驟遷移醇衍生官能團(tuán)的策略。

該研究發(fā)現(xiàn)陽(yáng)離子酯助劑的安裝通過(guò)與十鎢酸鹽抗衡離子的離子易位增強(qiáng)了鄰近H原子的提取，推翻了極性不匹配效應(yīng)，否則該效應(yīng)會(huì)抑制誘導(dǎo)失活鄰位的自由基形成。用能夠在底物和DT之間引入氫鍵和其它穩(wěn)定非共價(jià)相互作用的酯助劑可以實(shí)現(xiàn)類似的鄰近效應(yīng)。立體和區(qū)域特異性方法可以成功地應(yīng)用為后期合成階段的編輯工具，并與現(xiàn)有的醇基安裝方法結(jié)合，以從多用途合成子實(shí)現(xiàn)非經(jīng)典氧合模式。

醇類是大量的多功能官能團(tuán)，普遍存在于天然和石油衍生支架中。然而，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，某些位置比其他位置更可能被氧化，而不是均勻分布在分子骨架上。這種有偏向的分布——無(wú)論是來(lái)自進(jìn)化壓力、酶的選擇性還是合成的可及性——造成了一個(gè)根本性的限制:化學(xué)合成始于在少數(shù)特殊位置氧化的構(gòu)件，并依賴于有利于獲得某些異構(gòu)體而非其他異構(gòu)體的合成方法。

醇基從氧化“熱點(diǎn)”到不太優(yōu)先的鄰近位置的選擇性遷移可以為這個(gè)問(wèn)題提供一般的編輯解決方案。這種遷移策略對(duì)于結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系研究尤其有效，包括藥物先導(dǎo)物優(yōu)化、代謝概況分析和催化劑/試劑開(kāi)發(fā)，其中從現(xiàn)有支架開(kāi)始直接獲得區(qū)域異構(gòu)體衍生物提供了優(yōu)于從頭合成的優(yōu)勢(shì)。最新進(jìn)展已經(jīng)證實(shí)了選擇性羰基遷移到近端和/或遠(yuǎn)端位點(diǎn)的可行性。然而，直接羥基遷移仍然局限于酶體系，其中高度電荷分離的過(guò)渡態(tài)可以通過(guò)廣泛的氫鍵網(wǎng)絡(luò)來(lái)穩(wěn)定，這是小分子催化劑難以復(fù)制的環(huán)境。

耦合經(jīng)典醇形成反應(yīng)和C-O鍵遷移的兩相邏輯（圖源自Nature）

在這里，研究人員報(bào)告了一種編輯方法，使得常見(jiàn)的醇官能團(tuán)遷移到鄰近位點(diǎn)，具有可預(yù)測(cè)的立體和區(qū)域化學(xué)結(jié)果。在激發(fā)態(tài)十鎢酸鹽聚陰離子促進(jìn)的可逆H原子轉(zhuǎn)移催化條件下，反應(yīng)通過(guò)1，2-酰氧基自由基遷移步驟進(jìn)行。由底物和試劑之間的非共價(jià)相互作用產(chǎn)生的鄰近效應(yīng)能夠在旋光錯(cuò)配的位置有效地形成自由基。在后期合成階段應(yīng)用該工具可以精確地重新定位醇官能團(tuán)，同時(shí)與常見(jiàn)的醇基團(tuán)安裝方法相結(jié)合，提供了新的合成策略來(lái)獲得具有挑戰(zhàn)性的氧化模式。

參考消息：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10347-4