西班牙阿利坎特大学(UA)有机合成研究所与化学系,联合穆尔西亚大学研究人员,在《自然·通讯》期刊发表突破性成果,提出一种创新的有机化合物三氟甲基化新方法。该研究由萨拉·卡德罗斯、伊雷妮·博斯克和何塞·卡洛斯·冈萨雷斯-戈麦斯等学者主导,旨在解决传统药物合成中氟化工艺的高成本与高污染难题。
三氟甲基化是制药化学中的关键步骤,通过在分子中引入CF₃基团,可显著提升药物的代谢稳定性、脂溶性和细胞渗透性。以抗病毒抗癌药三氟胸苷为例,其疗效的飞跃正是得益于该基团的引入。然而,传统方法依赖昂贵试剂、强氧化剂及苛刻条件,不仅产生大量废弃物,还难以规模化生产。
研究团队设计的光电磁催化策略,巧妙利用可见光与电流驱动反应,以廉价易得的三氟乙酸钠为氟源。核心突破在于铁物种的双重催化作用:既作为光催化剂促进脱羧,又作为电催化剂实现催化循环再生,无需外加氧化剂。反应条件温和,副产物仅为二氧化碳和氢气,完全符合绿色化学原则。
该技术在多种芳香族及杂芳香族化合物中验证成功,尤其适用于对氧化敏感的富电子底物。团队甚至实现了一步合成三氟胸苷,并成功应用于咖啡因、多索菲林等药物分子的修饰。由于仅需扩大电解池尺寸和光照强度即可提升产量,该方法具备显著的工业放大潜力,且铁元素成本低廉、储量丰富,契合全球制药行业对可持续发展的迫切需求。
对中国的制药企业而言,这一源自西班牙的绿色合成范式提供了重要启示:在“双碳”目标下,开发基于廉价金属和可再生能源的催化工艺,不仅是技术升级方向,更是未来国际竞争的核心壁垒。
