氯苄基

【研究背景】分子骨架编辑是一种重要的化学工具，因其能够通过从常见合成骨架中构建结构多样化的分子而广泛应用于药物设计、材料合成等领域。与传统的从头合成方法相比，分子骨架编辑能够直接对分子结构进行高效修饰，具有节省资源和时间、扩展化学空间等优点。然而，分子骨架编辑仍然面临一些挑战，尤其是在复杂反应体系中对惰性C-C键进行选择性修饰的难度较大。因此，如何实现对C-C键的高选择性、绿色且高效的氧化修饰成为了这一领域的关键难题。近日，来自北京大学药学院焦宁教授团队在分子骨架编辑研究中取得了新进展。该团队设计了一种新型的烯烃骨架编辑方法，通过空气或二氧作为氧源，实现了烯烃芳基C(sp2) σ键的直接氧化插入反应。利用这一方法，他们成功地在温和、无金属的条件下合成了具有高附加值的醚类化合物。该方法不仅显著提高了反应的选择性和效率，还拓展了烯烃化学的应用空间，成功获取了稳定的芳基醚产物。这一研究成果为今后进一步研究烯烃功能化反应提供了新的思路和技术路径。。【表征解读】本文通过多种表征手段对所研究的芳基C(sp2) σ键氧化反应进行了深入分析，揭示了该反应的机理和产物的结构特征。首先，利用核磁共振波谱（NMR）和红外光谱（IR）对产物的结构进行了表征，确认了芳基醚产物的成功合成。这些谱图清晰地展示了芳基C-O键的形成，并为后续的机理研究提供了基础。为了进一步验证氧原子插入反应的具体位置及其对分子骨架的影响，本文采用了高分辨率质谱（HRMS）技术，通过对产物进行精确质量分析，发现了氧原子确实插入到了芳基C(sp2) σ键中，从而揭示了反应的选择性。通过HRMS，研究团队确认了该反应的高收率和高选择性，证明了该方法在构建芳基醚方面的高效性。针对该反应的自由基迁移过程，研究团队采用了电子顺磁共振（EPR）技术进行自由基机理的表征，发现了关键的磺酰自由基和过氧自由基的存在，验证了自由基介导的1,2-芳基迁移机制。EPR结果进一步表明，反应过程中涉及的自由基物种稳定，并且在氧气条件下生成了目标产物。这一发现对深入理解该反应的微观机理提供了重要的实验依据。此外，本文还通过X射线光电子能谱（XPS）技术对反应前后产物中的氧元素进行分析，发现在产物中氧的化学态发生了明显变化，这进一步证明了氧原子成功插入到C-C键中。XPS分析结果展示了该反应的氧化过程及其对分子结构的显著影响，进一步挖掘了反应的氧化机理。在此基础上，研究团队还利用紫外-可见光谱（UV-Vis）和荧光光谱对该反应的光诱导过程进行了表征。通过光谱分析，发现了EDA络合物在光照下的激发过程，从而进一步揭示了光激发如何驱动磺酰自由基的生成。该反应的光化学特性为未来进一步开发光诱导的有机反应提供了新思路。最终，通过多种表征手段，包括NMR、IR、HRMS、EPR、XPS和光谱分析，研究团队深入分析了芳基C(sp2) σ键氧化反应的机理，成功制备了新型芳基醚材料。该研究不仅揭示了氧原子插入反应的核心机制，也为芳基醚的合成提供了一条高效、绿色的途径。这一发现将推动未来芳基醚类化合物在药物合成、材料科学等领域的应用进步，开辟了通过C-C键活化构建复杂有机分子的全新策略。。单原子插入有机骨架原文详情：Qin, Q., Zhang, L., Wei, J. et al. Direct oxygen insertion into C-C bond of styrenes with air. Nat Commun 15, 9015 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53266-6

p style=" text-align: center " 　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/22506cf5-5909-4022-83a3-3fd7e13aec9a.jpg" title=" 00.jpg" alt=" 00.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " 研究人员在观察胚胎培养情况。中科院神经科学研究所供图 br/ /p p 　　“渐冻人”(运动神经元症)、“玻璃娃娃”(成骨不全症 )、“月亮孩子”(白化病)、地中海贫血……各种各样的罕见病一直因发病率低而缺乏有效的治疗方案，给患者和家庭带来无限的痛苦。 /p p 　　据统计，全球有7000多种罕见病，其中80%的罕见病是单基因遗传病。近年来，随着基因编辑技术的逐渐成熟，基因治疗被人们寄予厚望。 /p p 　　然而，基因治疗的风险不可低估，其中“脱靶效应”是基因编辑技术最大的风险来源。 /p p 　　近日，中科院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心杨辉研究组与中科院马普计算生物学研究所、中国农科院深圳农业基因组研究所及美国斯坦福大学团队合作，开发出一种名为GOTI的全新的检测基因编辑工具脱靶技术。该技术可精准客观地评估基因编辑工具的脱靶率。该研究于3月1日在线发表于《科学》。 /p p 　 strong 　难题： /strong /p p strong 　　如何有效检测基因编辑工具的安全性 /strong /p p 　　CRISPR/Cas9是广受关注的新一代基因编辑工具。学术界普遍认为，基于CRISPR/Cas9及其衍生工具的临床技术将为人类的健康作出巨大贡献。然而，基因编辑工具“脱靶”风险也一直备受关注。若将其应用于临床，“脱靶效应”可能会引起包括癌症在内的很多种副作用。 /p p 　　中科院神经科学研究所研究员杨辉在接受《中国科学报》采访时表示，临床技术对于潜在风险和副作用的容忍度极低，因此一种能突破之前限制的脱靶检测技术，将成为CRISPR/Cas9及其衍生工具能否最终走上临床的关键。 /p p 　　“其实，过去人们推出过多种检测脱靶的方案，但这些方法都存在局限性。传统上，对脱靶的检测依赖于算法预测，靠不靠谱无人得知 或依赖于体外扩增，但这个会引入大量的噪音，会导致检测的精确度大打折扣。”杨辉说。 /p p 　　由于不能高灵敏度地检测到脱靶突变，尤其是单核苷酸突变，因此关于CRISPR/Cas9及其衍生工具的真实脱靶率一直存在争议。 /p p 　　然而，任何科学技术归根结底都需要服务于全人类，尤其像基因编辑这样的神奇技术。想要有效地操纵这把“上帝的手术刀”，还得给它做个全方面的体检。 /p p 　　 strong 突破： /strong /p p strong 　　GOTI技术精准捕捉“脱靶”逃兵 /strong /p p 　　要提升检测脱靶效应的精度，就必须彻底颠覆原有的脱靶检测手段。 /p p 　　为实现这一目标，实验人员建立了一种名叫GOTI的脱靶检测技术。“我们在小鼠受精卵分裂到二细胞期时，编辑一个卵裂球，并使用红色荧光蛋白标记。小鼠胚胎发育到14.5天时，将整个小鼠胚胎消化成为单细胞，利用流式细胞分选技术并基于红色荧光蛋白，分选出基因编辑细胞和没有基因编辑的细胞，然后通过全基因组测序比较两组差异。这样就避免了单细胞体外扩增带来的噪音问题。”中国农科院深圳农业基因组研究所研究员左二伟告诉《中国科学报》。 /p p 　　同时，由于实验组和对照组来自同一枚受精卵，理论上基因背景完全一致，因此直接比对两组细胞的基因组，其中的差异基本就可以认为是基因编辑工具造成的。这样便能发现此前脱靶检测手段无法发现的完全随机的脱靶位点。 /p p 　　随后，该团队将成功建立的GOTI投入基因编辑技术脱靶检测。 /p p 　　实验人员先是检测了最经典的CRISPR/Cas9系统。结果发现，设计良好的CRISPR/Cas9并没有明显的脱靶效应。但是，同样被寄予厚望的CRISPR/Cas9衍生技术BE3则存在非常严重的脱靶，而且这些脱靶大多出现在传统脱靶预测认为不太可能出现脱靶的位点。 /p p 　　杨辉建议，人们应冷静地分析一些新兴技术的安全性。这些脱靶位点有部分出现在抑癌基因上，因此经典版本的BE3有着很大的隐患，目前不适合作为临床技术。 /p p 　　 strong 未来： /strong /p p strong 　　完善基因编辑治疗手段、建立行业标准 /strong /p p 　　杨辉告诉记者，团队接下来将进一步检测BE3除导致异常基因突变外还可能存在的其他问题，并在此基础上，设法改进这个系统，从而建立一种不会脱靶，也没有其他风险的单碱基突变技术。 /p p 　　中科院马普计算生物学研究所研究员李亦学表示，最新工作建立了一种在精度、广度和准确性上远超之前的基因编辑脱靶检测技术，显著提高了基因编辑技术的脱靶检测敏感性，有望借此开发出精度更高、安全性更好的新一代基因编辑工具。 /p p 　　“我们希望未来可基于这项新技术，制定一些行业标准。凡是进入临床的基因编辑技术，必须经过这套系统的检验才能证明其安全性，以便让这个领域有序、健康地发展下去。”他说。 /p p 　　中科院院士、中科院神经科学研究所所长蒲慕明认为，该技术针对基因编辑的安全性问题，“有了它，便可以更加客观、可靠地评估基因编辑工具的脱靶率”。 /p p 　　针对该技术在单碱基编辑工具BE3中发现的重大“安全隐患”，蒲慕明表示：“这能让我们重新审视基因编辑技术的安全性，但不是说这项技术不能再开展基因治疗了。正是因为已经建立新的检测技术，我们才知道如何去修正、改善BE3，从而开发安全性更高的新一代基因编辑工具，造福患者。” /p

近日，江门检验检疫局承担制定的“进出口食品添加剂6-苄基腺嘌呤的检测方法”和“进出口食品添加剂蔗糖聚丙烯醚的检测方法”两项国家标准顺利通过了国家认监委、国家标准委和中国检科院等部门的专家评审。 　　由于此前国内外均无相关标准，江门检验检疫局这两项国家标准的顺利通过评审为今后我国对进出口食品添加剂6-苄基腺嘌呤、蔗糖聚丙烯醚的检测提供了保证。这也是江门局首次承担国家标准的制定，填补了该局国家标准制修订工作的空白，为继续参与国家标准的制修订打下了良好的基础，标志着该局的科研能力迈上了一个新的台阶。