近日，化学系徐鹏教授团队在重要药物分子骨架3-氟代喹啉和吡啶的高效构建上取得重要进展，相关研究结果以“One-Carbon Ring Expansion of Indoles and Pyrroles: A Straightforward Access to 3-Fluorinated Quinolines and Pyridines”为题发表在化学顶级学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。该论文学生作者为硕士研究生郭怀绚和邱诗琴，上海大学为唯一作者和通讯作者单位。
含氟化合物具有多种优异的物化性质，在新药研发中占据着重要的地位。2022年最畅销的200种小分子药物中约有30%含有氟原子。在各种含氟结构中，3-氟代喹啉和吡啶骨架已成为有前途的药效团。然而，这些分子骨架的合成传统上依赖于官能团间转换，特别是Halex反应和Balz-Schiemann反应。然而，Halex反应更适合于2或4-氟代喹啉和吡啶而不是3-氟代，因为喹啉或吡啶的3位电子相对丰富。另一方面，Balz-Schiemann反应中涉及的热不稳定的重氮盐限制了反应的实用性。近年来，人们开发了多种过渡金属介导/催化的新方法来合成3-氟代喹啉和吡啶骨架，然而这些反应往往需要使用高负载的金属催化剂或者特殊设计的配体。
结构类型丰富的吲哚和吡咯化合物在天然产物和药物分子中普遍存在，是合成化学中重要的合成子。以前的研究主要集中在吲哚和吡咯分子的外围编辑，如C–H键的功能化。相比之下，对吲哚和吡咯的分子骨架进行编辑则相对罕见，但是却具有重要的合成价值。在本研究中，徐鹏课题组以二溴氟甲烷作为溴氟卡宾前体，选择易于获得的吲哚和吡咯为起始原料，通过[2+1]环加成-碎片化-芳构化串联过程来实现吲哚和吡咯的单碳环扩张，实现了结构多样的3-氟代喹啉和吡啶类化合物的高效构建。该方法具有良好的实用性，无需惰性气体保护，在空气氛围中即可进行，且反应只需要10分钟。此外，研究还发现其他结构类型的1,1-二溴代烷烃化合物也能够与吲哚和吡咯化合物进行单碳环扩张生成喹啉和吡啶类化合物，表明该反应策略具有良好的普适性。
该研究工作由上海大学独立完成，徐鹏教授为唯一通讯作者。徐鹏教授于2022年10月通过上海市海外高层次人才引进项目加入上海大学理学院化学系。学校和院系等各级单位对于高层次人才的大力支持让青年教师能够顺利地开展独立的科研工作。该工作得到了上海市海外高层次人才计划、国家自然科学基金青年基金和上海大学启动资金的资助。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202317104
