近日，合肥工业大学食品与生物工程学院药物科学与工程系戴建军课题组与埃默里大学代明骥教授团队合作，在N-氰基酰胺的极性反转合成领域取得新进展。研究成果以“Reverse polarity of amide nitrogen enables expedient access to N-cyano amides”为题，发表在《自然·通讯》期刊上。
N-氰基酰胺及其衍生物在农用化学品、生物活性化合物和含氮杂环化合物的合成中起着重要作用。该类分子的传统合成方法是使用酰胺作为亲核试剂和卤化氰（例如BrCN）进行亲电氰化反应。然而，经典的合成方案存在底物范围有限、反应条件苛刻以及使用高度挥发性和毒性的卤化氰等明显缺点和局限性。针对上述问题，研究团队提出通过酰胺氮中心的极性反转，在温和条件下使用易于操作的亲核三甲基硅氰化物（TMSCN）作为氰基化试剂，实现N-氰基酰胺骨架分子的高效合成。该合成方法展现出出色的通用性、稳定性和百克级规模的放大。这些特性使其能够兼容包括药物和生物活性分子在内的七十多种底物，从而能够合成结构多样的N-氰基酰胺分子，为药物活性或合成转化研究提供物质基础。研究团队应用在线红外、反应级数测定、同位素效应、自由基捕获等机理研究手段并结合理论计算，提出反应可能经过双分子亲核取代（SN2）过程，同时排除了自由基途径。
N-氰基酰胺的极性反转合成
《自然·通讯》审稿人对该工作给予了高度评价，称该方法“表现出广泛的官能团兼容性，能够对多种药物和生物活性分子进行官能化，为制药科学和生物化学领域开辟了广泛的可能性。更令人印象深刻的是，该反应可以在温和条件下放大到百克级。尽管操作规模较大，但仍能获得较高的产率。这一性能凸显了其在合成化学中的巨大实用价值，为大规模生产提供了一种可行且高效的选择…通过这项全面的研究，不仅充分展示了该合成策略的巨大潜力，还对反应机理提供了深刻的见解。这种双重贡献使得这项研究意义非凡”。
合肥工业大学食品与生物工程学院制药工程专业2022级硕士生杨恒和加州大学伯克利分校博士生Xiangke Zhang为论文的共同第一作者，戴建军副教授和代明骥教授为论文的通讯作者，合肥工业大学为论文第一单位。学校分析测试中心张雪茹和张竞成老师在核磁表征方面提供了大力支持。该研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金和中央高校基本科研业务费等项目资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-63052-7
（戴建军/文 戴建军/图 李艳/审核）
责任编辑：周慧
