喹啉类化合物在医药、农药、染料、感光材料和化学试剂等各个方面有着广泛的应用，并且喹啉骨架被认为是一种“优势结构”，含有此结构的一系列化合物大多能够与不同类型的生物活性靶点相互作用从而提高生物分子的药物活性。正是喹啉的这种特性引起了从化学、生物学到医学等研究人员的广泛关注。在温和条件下合成喹啉环并将喹啉骨架引入到天然产物和药物活性分子中一直以来都是有机化学领域的难点和热点之一。

图片来源：Chem. Sci.

电化学合成作为一种广泛而高效构建杂环结构的工具，近年来受到了广泛的关注。与传统的在高温或高压下进行强氧化或还原反应的方法相比，电化学反应通过精确调控电极电位使得反应能在非常温和的条件下进行，因此电化学合成通常可以兼容一些高度官能团化的复杂底物，从而在生物偶联化学中显示出了巨大的应用潜力。

最近湖北大学高梦副教授课题组与武汉大学雷爱文教授课题组合作在Chem. Sci.上报道了一种成对电解多组分环化反应，在温和的条件下完成了喹啉杂环构建的同时实现了喹啉骨架与多种生物活性分子的生物偶联。该反应策略底物适用范围广泛，能实现各种二肽，多肽，糖类化合物，以及各种天然产物和药物分子与喹啉骨架的结合。

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随后作者也探索了这种成对电解多组分环化反应在天然倍半萜内酯Parthenolide (PTL)的后期修饰中的应用，利用该方法可以很容易的制备出一系列PTL与喹啉骨架偶联的衍生物，随后将合成出的衍生物用CCK-8法对HCT116(大肠癌)、U87MG(胶质母细胞瘤)和MGC803(胃癌)三种人肿瘤细胞株的体外抗增殖活性进行了评价。可以看出，所有合成的化合物对癌细胞株的抑制能力都有了显著的提高，进一步突出了该方法在药学研究中的潜力。

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文章作者将电化学有机合成与生物偶联化学相结合，一步同时实现直接合成喹啉和将喹啉结构引入生物分子两个目标。机理研究表明该反应能发生关键是靛红底物在阴极还原产生的自由基阴离子与阳极氧化产生的碘自由基相结合形成的酰基碘物种。

参考文献：Paired electrolysis enabled annulation for the quinolyl-modification of bioactive molecules, Chem. Sci. 2022.

原文作者：Shiqi You, Mengyao Ruan, Cuifen Lu, Li Liu, Yue Weng, Guichun Yang,   Shengchun Wang, Hesham Alhumade, Aiwen Leiand Meng Gao

DOI https://doi.org/10.1039/D1SC06757E