我研究团队探索出吲哚骨架编辑新策略

6日从兰州大学获悉，该校化学化工学院、天然产物化学全国重点实验室曾会应教授团队突破传统分子外围修饰思路，直指吲哚核心骨架，在关键位点实现单碳原子置换，并在这一过程中同步引入新的功能基团，实现了骨架重构与位点功能化的协同完成，为复杂分子的后期精准改造提供了新方法、新路径。相关成果发表于国际学术期刊《科学》。

吲哚骨架广泛存在于药物分子、天然产物及多类生物活性分子之中。据不完全统计，全球临床使用药物中超过70种含有吲哚结构。也正因如此，如何在尽量保留其核心优势的基础上，更高效、更精准地深层改造吲哚骨架，能为相关药物开发和天然产物全合成提供新技术和手段。

团队利用天然色胺侧链的结构特点，将其转化为驱动分子内部骨架编辑的“分子机械臂”。在光化学条件下，这一设计能够触发分子内串联反应，使原本高度稳定的吲哚骨架发生可控重组：一方面，原有的一个碳原子被精准移除并完成置换；另一方面，相应位置同步引入新的功能基团，从而形成兼具新连接关系与新化学属性的吲哚骨架。

曾会应介绍，这项工作的突出创新在于团队并非仅仅实现了吲哚骨架关键位点的单碳原子置换，而是将“单碳置换”与“位点功能化”耦合为同一转化事件，使骨架编辑由“改结构”迈向“改结构并赋功能”的新阶段。“对于复杂分子的后期改造而言，这种‘结构重建—功能再赋予’的策略，不仅是一次方法创新，也体现出更具方法学深度的分子骨架编辑思路。”他表示。

研究表明，该反应产率最高可达96%，还可进一步引入氨基酸、肽段以及多种药物分子片段，表明该策略具备面向复杂分子后期修饰、药物分子优化和分子多样性拓展的现实价值。

研究团队还将该骨架编辑策略成功应用于复杂天然产物全合成。借助该方法，团队仅用4步便完成了白坚木碱这一单萜吲哚生物碱的全合成，获得了该分子迄今最短的合成路线和最高的总收率。“这一结果说明，该策略不仅能够在反应方法学层面实现‘结构重建与功能再赋予’的协同完成，而且已经具备进入复杂分子合成体系、重塑路线设计逻辑的能力。”曾会应说。