硫磺的“绿色转身”就能彻底改变含硫杂环和药物分子的合成逻辑

湖南爆竹厂的那场大爆炸,总在李静脑子里挥之不去。硝酸铵和硫磺一旦混合,那种让人窒息的威力他再也不想见到。他试着用硝基烷烃去替代硝酸铵,把那份躁动的心给按住。十年后,当他把自己的实验室搬到西安交通大学,那个童年的梦魇就化作了实验室里闪耀的光芒。 他的团队把目光投向了那些廉价、无毒的单质硫。全球每年生产八千万吨副产硫磺,九成以上都只能被制成浓硫酸,既浪费又难储运。硫磺本身易燃易爆,传统的转化方法不仅能耗高,还常常把金属催化剂给“毒翻”。李静团队想给硫磺找个“高光时刻”,给它穿上含硫功能分子的新衣裳。 传统劳森试剂那条路走不通,他们干脆用硝基烷烃做“替身”。把硝基烷烃和硫磺丢进常温溶剂里一混合,就能原位生成硫代酰化试剂。这时候再让亲核胺冲上去捕捉活性中间体,“一锅煮”就能直接得到硫代酰胺。不管是脂肪族还是芳香族,醇、烯烃、卤素、酮还是缩醛,统统都能兼容。这一变化就像是给单质硫开了一道门。 他们还拿α-手性硝基烷烃去搭配各种α-氨基酸酯。只要是侧链裸露的丝氨酸、酪氨酸、色氨酸、组氨酸和脯氨酸,天然的非天然的L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-环己基氨酸都能凑在一起反应。二肽、三肽、四肽通通绿灯通行。为了验证效果,团队甚至端到端合成了天然抗生素closthioamide。 这种方法的成本低得令人咋舌,反应温度不超过60摄氏度,连惰性气体都不用保护。放大生产肉眼可见。他们已经用这种策略修饰了5种市售药物,现在正在跟药企谈技术转让的事。未来要是能搞起连续流生产,硫磺的“绿色转身”就能彻底改变含硫杂环和药物分子的合成逻辑。 这段旅程让李静收获了Nature Communications上的一篇长文。他把实验室搬回国内时,借同学博士的钱、做思想工作、校园进出“奇招频出”,硬是把那个爆竹厂的思路给盘活了。 如果你还想知道更多元素化合物的故事,不妨看看“元素化合物”系列:同素异形体“和而不同”、最早的炼丹原料、氯溴碘三兄弟的上蹿下跳、钠的朴素故事……催化剂与活化能专题也已经上线了。