光氧化还原反应通过将氢转换为氘或氚简化了代谢研究

由于光催化反应将重氢标签附在分子上,跟踪同位素标记的药物穿过人体可能会变得像开灯一样容易。

几乎每种药物化合物都含有氢原子.用它们的重同位素——氘或氚——交换其中的一些,科学家们就能发现这种药物在生命系统中发生了什么。至少有四个氘原子的化合物可以通过质谱鉴定,而放射性氚可以通过正电子发射断层扫描来追踪。还有一种趋势是刻意设计氘化药物因为它们在体内分解的速度较慢。

然而,同位素标记通常是一个漫长的过程。在一些反应中,化学家需要在不同的位置安装化学手柄,然后用每个手柄交换重氢。虽然有一些方法可以直接用氢代替氘或氚,但它们通常只对芳香环有效

药物化合物的光氧化催化氘化和氚化。光氧化还原和氢原子转移(HAT)催化的结合使α-氨基C(sp3) -H选择性HIE成为烷基胺类药物。

来源:科学/美国科学促进会

药物化合物的光氧化催化氘化和氚化。光氧化还原和氢原子转移催化的结合使烷基胺类药物的α-氨基C(sp3) -H选择性氢同位素交换成为可能

现在大卫·麦克米伦他在美国普林斯顿大学的研究小组和他在默克公司的同事已经使用了蓝光,一种铱光催化剂而且或者用超重的水将几个氘或氚原子直接连接到药物分子上,不管它们是否有芳香环。相反,这种反应针对的是碳原子上与氮相邻的氢原子——大约93%的药物都有这一特征。

麦克米伦解释说:“我们不需要回去重新制作可以氢化的手柄药物,现在我们可以直接获取药物分子,只需要光照它,它就会吸收大量的氚或氘。”他的团队用重氢同位素标记了30多种药物,包括化疗药物伊马替尼和抗生素阿奇霉素。它们都包含了5到9个氘原子,或者在氚的情况下,有足够的原子使它们具有足够的放射性,用于代谢研究。

合成化学家说:“能够在一个复杂的系统中选择其中一种药物分子,真的很有前途。萨拉扬斯他在英国牛津附近的ISIS中子和μ子源研究氘标记化合物。“唯一的缺点是光氧化还原化学需要更多的专门设置,但这种类型的程序可能需要成为更标准的实践。”

“这是一项出色的工作,”有机化学家表示赞同奇丹巴拉姆Gunanathan来自印度布巴内斯瓦尔国家科学教育研究所。然而,他怀疑麦克米伦的方法是否会成为同位素标记的新金标准。不同官能团的氘化需要不同的条件和催化剂。

麦克米伦说,包括安进(Amgen)、葛兰素史克(GlaxoSmithKline)和辉瑞(Pfizer)在内的公司已经联系他们讨论这种新方法。他笑着说,人们对使用它很兴奋。