武装药物猎人 化学家设计药物发现的新反应

如果药物化学家是发现新药的药物猎手，安德鲁麦克纳利和罗伯特佩顿等科学家就是那些用最敏捷的工具武装药物猎手的灵巧创造者。这对科罗拉多州立大学的有机化学家为毒品猎手打造了一个强大的新型工具- 一种简单，优雅的化学反应，可以打开一个生物学相关化学未充分探索的翼。他们的贡献，在11月16日的科学杂志上详细介绍，可能是发现新药的手段。

合成化学家助理教授McNally和计算化学设计专家Paton副教​​授联手创造了一种新的碳 - 碳键反应，这对小分子药物的制造和发现至关重要。该反应使用磷而不是常用的过渡金属将称为吡啶的分子环缝合在一起。缺乏用于偶联吡啶环的可接近的化学反应一直是药物发现领域的缺陷。

在McNally的实验室中创建的新反应类似于众所周知的钯催化的交叉偶联反应，其使用过渡金属钯作为接触点来制造碳 - 碳键。钯催化反应是2010年诺贝尔化学奖的主题，已经在制药实验室中使用了30多年，作为耦合苯环的主力化学品。苯偶联是许多药物活性化合物的基础反应，目前成千上万的药物 - 止痛药，抗疟药，避孕药 - 首先在实验室中合成。

但钯催化反应，后期CSU化学家John Stille是1970年代和80年代的主要创新者，对于偶联吡啶环效果不佳。偶联的吡啶环是潜在有价值的药效团，或已知与生物系统相互作用的化学部分 - 药物如何与身体相互作用的基础。因此，McNally的创造可以轻松构建传统上难以制造的化学化合物，这些化合物是已知的生物靶标。它们为发现新旧疾病的药物提供了潜力 - 这是以前无法实现的新工具库。

“我们实验室的一个主要目标始终是制药环境中的任何人进入实验室并尝试我们的化学反应，”McNally说。“如果人们可以选择并开始使用它来发现药物引导，那将是一次难以置信的胜利。我们已经使用过渡金属化学多年，但是在那里获得新方法已经非常困难。我们我试图让这变得尽可能简单。“

McNally说，与Paton的实验室合作是发现新反应的必要条件，因为单靠实验不可能产生他们的结果模型。Paton专注于量子化学，利用它来合理设计新的化学结构，以执行特定的任务。通过这些方法，Paton和他的团队验证了磷的使用，并遵循了挑战性吡啶偶联的协调机制。

“这是我们所知道的第一项研究，它让我们完全了解这些联系是如何形成的，”麦克纳利说。“人们认为这些磷介导的反应有些深奥，没有实际意义。我们开发的模型也使我们能够开发出对我们实验室正在进行的制药行业有价值的其他反应。”帕顿说，他希望药物化学家利用这种新化学方法开发磷催化吡啶偶联化合物库，这些文库可以为新的药物治疗打开大门。

“我们希望为人们提供可靠的方法，他们每天都可以使用它来制造重要的分子，”McNally说。