General access to cubanes as benzene bioisosteres

立方烷 化学 立体化学 环丁二烯 组合化学 药物化学 分子 有机化学
作者
Mario P. Wiesenfeldt,James A. Rossi‐Ashton,Ian B. Perry,Johannes Diesel,Olivia L. Garry,Florian Bartels,S. C. Coote,Xiaoshen Ma,Charles S. Yeung,David Jonathan Bennett,David W. C. MacMillan
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:618 (7965): 513-518 被引量:143
标识
DOI:10.1038/s41586-023-06021-8
摘要

The replacement of benzene rings with sp3-hybridized bioisosteres in drug candidates generally improves pharmacokinetic properties while retaining biological activity1–5. Rigid, strained frameworks such as bicyclo[1.1.1]pentane and cubane are particularly well suited as the ring strain imparts high bond strength and thus metabolic stability on their C–H bonds. Cubane is the ideal bioisostere as it provides the closest geometric match to benzene6,7. At present, however, all cubanes in drug design, like almost all benzene bioisosteres, act solely as substitutes for mono- or para-substituted benzene rings1–7. This is owing to the difficulty of accessing 1,3- and 1,2-disubstituted cubane precursors. The adoption of cubane in drug design has been further hindered by the poor compatibility of cross-coupling reactions with the cubane scaffold, owing to a competing metal-catalysed valence isomerization8–11. Here we report expedient routes to 1,3- and 1,2-disubstituted cubane building blocks using a convenient cyclobutadiene precursor and a photolytic C–H carboxylation reaction, respectively. Moreover, we leverage the slow oxidative addition and rapid reductive elimination of copper to develop C–N, C–C(sp3), C–C(sp2) and C–CF3 cross-coupling protocols12,13. Our research enables facile elaboration of all cubane isomers into drug candidates, thus enabling ideal bioisosteric replacement of ortho-, meta- and para-substituted benzenes. The synthesis of 1,3- and 1,2-disubstituted cubanes is achieved using a cyclobutadiene precursor and a photolytic carboxylation reaction, respectively, and copper-catalysed amination, arylation, alkylation and trifluoromethylation reactions have been developed enabling the use of cubanes as bioisosteres of benzenes in drug design.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
leon完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
研友_VZG7GZ应助大角牛采纳,获得10
1秒前
ertredffg完成签到,获得积分10
1秒前
刻苦初翠完成签到,获得积分20
2秒前
暮离完成签到,获得积分10
2秒前
俊逸芒果完成签到,获得积分10
2秒前
beatabeast完成签到 ,获得积分10
2秒前
默默的橘子完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
vivi完成签到,获得积分10
3秒前
nikolet发布了新的文献求助10
3秒前
yyyyy发布了新的文献求助20
3秒前
下里巴人发布了新的文献求助10
3秒前
关于我发布了新的文献求助10
4秒前
要减肥冬天完成签到,获得积分20
4秒前
求知发布了新的文献求助10
4秒前
封尘逸动完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助心随以动采纳,获得10
5秒前
HU完成签到 ,获得积分10
5秒前
kyra完成签到,获得积分10
6秒前
qingzi完成签到,获得积分20
6秒前
火星上的菲鹰应助小束采纳,获得10
6秒前
梁老师的文献完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
kangaroo完成签到 ,获得积分10
6秒前
1628发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
俭朴的雨安完成签到 ,获得积分10
7秒前
mumuaidafu完成签到 ,获得积分10
7秒前
无言发布了新的文献求助10
7秒前
Ashe完成签到 ,获得积分10
7秒前
刻苦初翠发布了新的文献求助10
8秒前
宋不凡完成签到,获得积分10
8秒前
严采波发布了新的文献求助30
8秒前
韩明姝完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
dcy完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7206479
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8839994
关于积分的说明 18655319
捐赠科研通 6855187
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3181043
关于科研通互助平台的介绍 2340051
邀请新用户注册赠送积分活动 2155388