螺烷：开启无苯医药分子的新篇章

苯环是化学核心要素，广泛应用于天然产物、生物活性化合物和药物中，其无可替代。然而，乌克兰基辅的科研团队近期发现，螺旋[3.3]庚烷有机分子可为苯环的理想替代品，适用于药物设计。最新研究显示，螺旋[3.3]庚烷作为独特三维形状支架在化学中应用，能精准模拟苯环的三种取代方式，满足药物分子的需求。

在传统的合成方法中，螺旋[3.3]庚烷通常被视为线性合成的一部分。然而，研究人员已经成功地合成了超过40种功能化的螺旋[3.3]庚烷化合物，并将这些化合物融入了三种已获得FDA批准的抗癌和抗菌药物中。这些经过改造的药物分子成功地取代了原有的苯环，不仅保留了原药物的治疗效果，甚至在某些药效指标上有所提升。这标志着“无苯”新药设计的全新时代已经到来。

反应条件与产物分离：

1. 条件（i）:

• 烯烃 (1 eq)

• 酰胺 (1 eq)

• 三氟甲磺酸酐 (1.2 eq)

• 三甲吡啶或二甲基吡啶 (1.2 eq)

• 1,2-二氯乙烷

• 回流16小时

2. 条件（ii）: NaHCO3水溶液

3. 条件（iii）净化: 真空蒸馏或柱层析

4. 产物数量范围:

• a. 100-500 mg

• b. 1-5 g

• c. 10-40 g

• d. 对于气态烯烃（产品1-3, 31-39），烯烃组分过量。

• e. 采用N, N-二甲基异丁胺代替N, N-二甲基乙酰胺（DMA）作为起始原料。

5. 化合物结构确定:

• 化合物18、24、30和41的X射线晶体结构在50%概率水平上显示为热椭球

• 碳-白色、氧-红色、氮-蓝色、硫-黄色、溴-橙色、氟-绿色、氢原子未展示。

X射线晶体学分析进一步证实了螺旋烷与取代苯环在三维结构上的高度匹配性。尽管两者在某些几何参数上存在微小差异，但这并不妨碍螺旋烷在生物等效方面发挥完美替代苯环的作用。

利用螺旋烷等分子替代药物分子中的苯环，能够优化药物性能，开发出“无苯新药”，为化学领域开辟了广阔的前景，是医药领域的一大突破。

参考文献

1. Kateryna Prysiazhniuk，Oleksandr P. Datsenko，et al. Spiro[3.3]heptane as a Non-collinear Benzene Bioisostere. DOI: 10.26434/chemrxiv-2023-djc05. https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-djc05

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