自19世纪40年代被发现以来，科学家通过对吡啶分子的修饰改造，获得了许多造福人类的重要成果，其中就有人们熟知的农药除草剂百草枯、抗肿瘤药物尼洛替尼、抗结核药物异烟肼等。据不完全统计，含吡啶或哌啶(还原的吡啶)结构并已上市的药物总数超过180个。
“直接在药物分子的吡啶结构上做修饰改造，可以快速得到具有类似活性的新化合物，通过活性测试和安全评价，有望成为新药物。”王晓晨介绍，修饰改造吡啶的位点有3个，分别是C2位、C3位、C4位，目前绝大多数吡啶结构的修饰改造都是在C2、C4位上完成的。吡啶环的缺电子性和强配位性(容易使催化剂失活)，让C3位修饰难度增大，成为阻碍人们进一步改造利用吡啶的一道“难关”。
吡啶C3位也可以发生亲电取代反应，但只有卤化和硝化等少数反应可行，且反应条件非常剧烈。近期，过渡金属催化的碳氢键活化反应实现了吡啶C3位的多种修饰，但这些反应大多使用多个当量吡啶，且难以避免其他位置反应的副产物，降低了实用性。因此，迫切需要开发一种通用、高效的方法，实现吡啶C3位的精准定点修饰。
王晓晨课题组利用有机硼催化的吡啶硼氢化反应中产生的1,4-二氢吡啶中间体，通过引入亲电试剂，实现了吡啶C3位烷基化反应。由于1,4-二氢吡啶的β位具有较强的亲核性，保证了取代反应的高活性和专一的位置选择性。实验验证，新策略对于各种取代的吡啶和亚胺均适用，可直接应用于多个药物分子的修饰改造，且吡啶用量小，位置选择性专一，反应条件温和。
“新方法为含吡啶药物分子的后修饰提供了一条便捷、高效、精准、通用的新途径。这项基础性工作，对于医药、化工等众多产业发展具有重要的意义。”王晓晨说。
日前，介绍该工作的论文在线发表于国际学术期刊《美国化学会志》。该工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委等项目和单位的支持。
