中國學(xué)者一作！新型分子編輯技術(shù)，剛登Nature

分子結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化會導(dǎo)致分子功能的深刻變化。然而，即使是微小的結(jié)構(gòu)改進(jìn)也可能需要目標(biāo)分子的完全再合成，從而增加分子設(shè)計活動的時間和成本。最近，出現(xiàn)了針對細(xì)微分子擾動的編輯方法，包括原子取代、立體中心反轉(zhuǎn)和官能團(tuán)重新定位。這些精密工具有可能通過微調(diào)分子結(jié)構(gòu)來優(yōu)化分子功能。

2026年3月10日，麻省理工學(xué)院A. E. Wendlandt團(tuán)隊（QianXu為第一作者）在Nature在線發(fā)表題為“Alcohol group migration by proximity-enhanced H atom abstraction”的研究論文。該研究報道了在HAT光催化條件下通過1，2-酰氧基自由基遷移步驟遷移醇衍生官能團(tuán)的策略。

該研究發(fā)現(xiàn)陽離子酯助劑的安裝通過與十鎢酸鹽抗衡離子的離子易位增強(qiáng)了鄰近H原子的提取，推翻了極性不匹配效應(yīng)，否則該效應(yīng)會抑制誘導(dǎo)失活鄰位的自由基形成。用能夠在底物和DT之間引入氫鍵和其它穩(wěn)定非共價相互作用的酯助劑可以實現(xiàn)類似的鄰近效應(yīng)。立體和區(qū)域特異性方法可以成功地應(yīng)用為后期合成階段的編輯工具，并與現(xiàn)有的醇基安裝方法結(jié)合，以從多用途合成子實現(xiàn)非經(jīng)典氧合模式。

醇類是大量的多功能官能團(tuán)，普遍存在于天然和石油衍生支架中。然而，根據(jù)經(jīng)驗，某些位置比其他位置更可能被氧化，而不是均勻分布在分子骨架上。這種有偏向的分布——無論是來自進(jìn)化壓力、酶的選擇性還是合成的可及性——造成了一個根本性的限制:化學(xué)合成始于在少數(shù)特殊位置氧化的構(gòu)件，并依賴于有利于獲得某些異構(gòu)體而非其他異構(gòu)體的合成方法。

醇基從氧化“熱點”到不太優(yōu)先的鄰近位置的選擇性遷移可以為這個問題提供一般的編輯解決方案。這種遷移策略對于結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系研究尤其有效，包括藥物先導(dǎo)物優(yōu)化、代謝概況分析和催化劑/試劑開發(fā)，其中從現(xiàn)有支架開始直接獲得區(qū)域異構(gòu)體衍生物提供了優(yōu)于從頭合成的優(yōu)勢。最新進(jìn)展已經(jīng)證實了選擇性羰基遷移到近端和/或遠(yuǎn)端位點的可行性。然而，直接羥基遷移仍然局限于酶體系，其中高度電荷分離的過渡態(tài)可以通過廣泛的氫鍵網(wǎng)絡(luò)來穩(wěn)定，這是小分子催化劑難以復(fù)制的環(huán)境。

耦合經(jīng)典醇形成反應(yīng)和C-O鍵遷移的兩相邏輯（圖源自Nature）

在這里，研究人員報告了一種編輯方法，使得常見的醇官能團(tuán)遷移到鄰近位點，具有可預(yù)測的立體和區(qū)域化學(xué)結(jié)果。在激發(fā)態(tài)十鎢酸鹽聚陰離子促進(jìn)的可逆H原子轉(zhuǎn)移催化條件下，反應(yīng)通過1，2-酰氧基自由基遷移步驟進(jìn)行。由底物和試劑之間的非共價相互作用產(chǎn)生的鄰近效應(yīng)能夠在旋光錯配的位置有效地形成自由基。在后期合成階段應(yīng)用該工具可以精確地重新定位醇官能團(tuán)，同時與常見的醇基團(tuán)安裝方法相結(jié)合，提供了新的合成策略來獲得具有挑戰(zhàn)性的氧化模式。

參考消息：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10347-4