神奇甲基化在药物化学领域中非常重要,但是构建甲基化产物的方法较少,具有较大的挑战,为了解决该问题,阿斯利康生物制药企业Magnus J. Johansson、哥廷根大学Lutz Ackermann等发展了一种通过Co催化剂用于在相关复杂药物分子上于后期进行C-H键活化构建甲基,该方法中通过含硼的甲基试剂进行反应,利用分子内的官能团作为导向基。作者对不同种类的分子进行方法学测试,该方法中无需进行预官能团或后期脱保护基,并且能够对大量市售分子和天然产物进行反应。通过大量的物理化学和生物学测试,验证了本方法对药物分子活性起到了重要的作用。
反应优化。通过高通量实验方法筛选了反应条件,对多达2000种反应条件进行筛选,优化后的反应中加入3倍量Me3B3O3作为甲基化试剂,催化剂选择10 mol % Cp*Co(PhH)(PF6)2,加入2倍量Ag2CO3和2倍量K2CO3,在MeTHF中于60 ℃中反应。
作者考察了N杂联苯、苯甲酰甲胺在加入47种不同的小分子对甲基化反应的影响情况,结果显示:二甲基亚砜会严重抑制反应,H2O、乙腈、DMF等无明显影响;羧酸分子对反应有害,但是反应能兼容醇、酚;吡啶、N-甲基咪唑等强配位的N杂环分子抑制反应,但是2,6-二甲基吡啶/N-甲基吲唑等弱Lewis酸性/高立体位阻的含N分子能兼容在反应中;反应对烯烃比炔有更好的兼容性。
对药物进行甲基化。在地西泮(diazepam)、士的宁(strychnine)、紫杉醇(paclitaxel)、非诺贝特(fenofibrate)、磺胺苯并恶唑(sulfaphenazole)、华法林(warfarin)、甲氧氯普胺(metoclopramide)、左旋咪唑(levamisole)等进行单个/多个甲基化反应进行测试,作者对22种不同药物成功进行甲基化反应。
参考文献
Stig D. Friis, Magnus J. Johansson* & Lutz Ackermann*
Cobalt-catalysed C–H methylation for late-stage drug diversification, Nat. Chem. 2020
DOI:10.1038/s41557-020-0475-7
https://www.nature.com/articles/s41557-020-0475-7