近日，我院邓清海教授团队在《Angewandte Chemie International Edition》 (IF = 16.8)上发表论文“Simple and Versatile Nitrooxylation: Noncyclic Hypervalent Iodine Nitrooxylating Reagent”，发展了一类新型非环高碘硝酸酯化试剂，为硝酸酯的绿色、安全、高效、快捷制备提供了新方法。上海师范大学为唯一通讯单位，我校2021级博士生成轩为论文第一作者，我校2021级硕士生殷权为第二作者，邓清海教授为论文通讯作者。
一氧化氮(NO)是参与各种生理和病理过程的核心信号分子, 并在1992年被《Science》杂志评为年度明星分子。1998年，Robert F. Furchgott、Louis J. Ignarro和Ferid Murad因发现NO是心血管系统的信号分子而获得诺贝尔医学或生理学奖。硝酸酯作为最有效的NO供体之一，已被广泛应用于药物和生物活性化合物(如图a所示)。将硝酸酯基引入药物分子生成相应的“杂合药物（hybrid drug）”，可以在提高药效的同时明显降低药物的毒副作用(如图b所示)。此外，硝酸酯还被用作含能材料和有机合成砌块。因此，硝酸酯类化合物受到了有机化学家和药物学家的广泛重视，开发从简单原料出发高效合成硝酸酯的新方法具有重要的潜在社会经济价值。
a)硝酸酯类药物; b) 含硝酸酯基团的杂合药物; c) 本工作研究实例。
目前虽然已有一些硝酸酯化反应被开发出来，但仍有很多局限和不足，主要包括：1）无法规避混酸体系或者当量金属试剂的使用；2）反应选择性差、底物范围窄；3）底物需要预活化。基于绿色和可持续化学的发展理念，开发新型硝酸酯化试剂以实现高效的硝酸酯化反应是亟待解决且富有挑战性的课题。
邓清海教授课题组基于组内先前的研究经验（Org. Chem. Front., 2016, 3, 934; Org. Lett. 2019, 21, 7315; Org. Chem. Front. 2020, 7, 3509），从廉价的二乙酸碘苯或芳基碘出发，以硝酸为原料，合成了一类结构稳定、活性可调的硝酸酯化试剂，开发了一系列绿色、安全、高效、快捷的硝酸酯化反应。同时，利用该试剂，还可以快速将硝酸酯片段引入到亚麻酸、吉非罗齐、丙磺舒、伊索克酸、吐纳麝香、阿司匹林、萘普生和布洛芬等药物或天然产物的结构中，显示了该试剂的优势（如图c所示）。该类试剂预期在有机合成及药物合成上有着广阔的应用前景。
该工作得到了国家自然科学基金委、“资源化学”国际合作联合实验室、上海市仿生催化前沿科学研究基地、上海师范大学、上海市“曙光计划”项目等的资金支持。
科普小知识——从“致命炸药”到“护心良药”
硝酸酯类药物的鼻祖是硝酸甘油，是制造炸药的主要成分。
公元1847年，意大利化学家苏布雷罗在实验中发现了治疗心绞痛的特效药物硝酸甘油，但其作用机制人们并不清楚。瑞典化学家诺贝尔经过不懈的努力，在硝酸甘油的基础上，发明了安全炸药。
直到一百多年后，在佛契哥特、伊格纳罗及穆拉德三位医学家的共同努力下，人们才揭开了硝酸甘油缓解心绞痛之谜，他们也因此获得1998年诺贝尔医学奖。
他们发现，硝酸甘油在体内产生的一氧化氮是机体产生的一种信号分子，能够舒张血管从而有利于血液循环，对心血管系统产生显著的改善作用。硝酸甘油治疗心血管疾病机理的揭秘，使硝酸酯类药物的发展和应用突飞猛进，硝酸酯类药物成为心血管疾病治疗中最古老、应用最广泛的药物之一。