浙工大苏为科教授团队：绿色“机械化学”方法构建甘氨酸衍生物

      近年来，机械化学技术经历了巨大的发展，凭借其无溶剂、高效、高选择性的优势被广泛用于各类化学转化。通常情况下，机械化学反应需要持续输入机械能，然而有些机械化学反应能够通过短暂的机械激活，继而在没有任何外界能量输入的情况下自发的进行。这种反应模式被称为加速老化（Accelerated Aging，AA），是一种基于扩散的特殊过程，具有操作简单，成本低，安全和节能的特性，适用于规模化生产。此前，机械化学加速老化法多用于金属有机框架（MOFs）、纳米粒子、共晶及聚合物的制备。这项技术有望为提升高价值化学品的合成效率和可持续性提供新的机会

    1,4-二氢吡啶（1,4-DHP）母核存在与众多药物活性分子中，其合成方法主要依赖于以醛、酮酯和特定氨源为起始原料的Hantzsch反应。最近，一种基于交叉脱氢偶联（Cross Dehydrogenative Coupling，CDC）串联环化反应的1,4-DHP合成方案被报道出来——该反应能够以丰富易得的甘氨酸酯为起始原料。另一方面，基于甘氨酸衍生物在药物化学领域的重要性，其α-C-H键的非串联CDC型官能化修饰同样引起了人们极大的兴趣。然而目前报导的案例中大多需要使用过量的有机溶剂、金属催化剂、化学氧化剂，同时需要持续不断的能量输入（加热/辐射）。因此，迫切需要提出一种绿色、可持续的合成策略用于构建1,4-DHP和a-C-H官能化甘氨酸衍生物。

     浙江工业大学苏为科教授团队长期聚焦医药机械化学前沿领域，提出了一种基于机械化学加速老化的甘氨酸衍生物a-C-H官能团化策略。

       相关化学转化能够在空气下经由自由基途径自发进行，不仅革除了有机溶剂、催化剂及化学氧化剂，还在反应能耗方面显示出明显优势。作者团队进行了一系列机理实验说明了反应的机理途径及机械研磨预处理的作用。通过多个后期转化实验、放大实验及多维度绿色性评价，证明了该反应方法的实用性和绿色性。这项工作的提出有望为更多的有机反应提供一种新的绿色策略。相关工作以“α-C–H functionalization of Glycine Derivatives Under Mechanochemical Accelerated Aging en Route to the Synthesis of 1,4-Dihydropyridines and α-Substituted Glycine Esters”为题发表于绿色化学和可持续性替代技术领域国际权威期刊 Green Chemistry 。绿色制药协同创新中心博士项柯煜为第一作者，俞静波副研究员为通讯作者。

      以上工作获得国家自然科学基金(No. 21978270)、浙江省自然科学基金（No. LY23B060005）以及国家重点研发计划（2021YFC2101000）的支持。

https://doi.org/10.1039/d3gc00538k

此外，团队近期在基于自由基途径的机械化学C–H官能化反应方面取了一系列成果（Org. Lett. 2023, 25, 14, 2531–2536；Green Chem., 2022, 24, 4557–4565；Org. Lett. 2021, 23, 16, 6423–6428.），实现了抗疟药物乙胺嘧啶、肌肉松弛剂丹曲洛林、杀菌剂啶酰菌胺、Nigellidin类似物、PLK4抑制剂、类固醇激素核受体调节剂等多种药物及天然产物的绿色合成。

     本文第一作者，浙江工业大学绿色制药协同创新中心博士生。主要致力于机械化学技术、无溶剂连续流合成技术等领域的应用研究。