天津大学张兵团队：室温电合成15N标记氨基酸

天津大学张兵教授团队报道了一种以¹⁵N标记亚硝酸盐（¹⁵NO₂⁻）和酮酸为反应物，水为氢源的¹⁵N标记氨基酸的一步绿色电合成方法。该工作为¹⁵N标记化合物或药物的绿色合成开辟了一种新的途径。

¹⁵N同位素标记的氨基酸为研究天然产物的合成、蛋白质代谢以及活体疾病诊断和治疗提供了一种安全有效的示踪工具。另外，它还是合成¹⁵N标记药物的重要合成砌块，在延长药物代谢和揭示药物作用机制方面有重要用途。目前，¹⁵N标记氨基酸一般通过微生物发酵和酮酸的化学还原胺化方法合成，但这些方法通常需要复杂的步骤、高温条件或使用有毒的氰化物，造成能源和环境等问题。因此，开发一种绿色温和的¹⁵N标记氨基酸的合成方法具有重要意义。

最近，天津大学张兵团队报道了一种以¹⁵N标记亚硝酸盐（¹⁵NO₂⁻）和酮酸为反应物，水为氢源的¹⁵N标记氨基酸的一步绿色电合成方法。利用该方法成功合成了6种重要的¹⁵N标记氨基酸，产率为68%-95%（见下图）。值得一提的是，反应中的主要副产品¹⁵NH₄⁺可以通过电氧化转化为¹⁵NO₂⁻，实现¹⁵NO₂⁻的循环利用。一系列对照实验、原位衰减全反射傅立叶变换红外光谱（原位ATR-SEIAS）和在线差分电化学质谱（DEMS）揭示了反应路径：¹⁵NO₂⁻→¹⁵NH₂OH→¹⁵N-肟→¹⁵N-氨基酸。此外，研究人员还以¹⁵N-甘氨酸为前体，合成了肝炎治疗药物¹⁵N-硫普罗宁，证实了该方法的应用潜力。

论文第一作者为天津大学吴永萌博士后和李孟阳同学，通讯作者为天津大学张兵教授。详见：Yongmeng Wu, Mengyang Li, Tieliang Li, Jinghui Zhao, Ziyang Song, Bin Zhang*. Electrosynthesis of ¹⁵N-Labeled Amino Acids from ¹⁵N-Nitrite and Ketonic Acids. Sci. China Chem., 2023, DOI: 10.1007/s11426-023-1613-x.

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