如何在天然产物中精准氧化特定部位

α,β-不饱和羰基结构（即分子中同时含有碳碳双键和碳氧双键的结构）在生物活性化合物中十分常见。这类化合物的后期功能化修饰，有时需要对亚甲基（二级碳氢键，即与两个碳原子相连的碳原子上的氢）进行氧化反应，同时保留对其生物活性至关重要的碳碳双键[1-3]。目前，科研人员已开发出一些催化体系，能够在芳香族化合物[4]和氮杂环化合物[5]存在的情况下选择性氧化亚甲基，但对于烯烃（含碳碳双键的化合物）存在时的选择性氧化仍是一个未解决的难题。

在本研究中，科研人员发现，在空间位阻较大的锰PDP催化剂中，用氢键供体溶剂替代以往使用的羧酸后，催化剂中的活性氧化剂性质发生改变。这种新的活性氧化剂能够加速富电子亚甲基的氧化反应，同时显著减慢缺电子烯烃的环氧化反应，两者的反应速率比达到38.5。研究人员在45个含有α,β-不饱和羰基结构的分子中验证了这种化学选择性亚甲基氧化反应，而以往所有方法在这些分子中只会导致烯丙基氧化（双键旁碳原子的氧化）或环氧化（双键本身被氧化成环氧结构）。

机理研究表明，这种新的活性氧化剂通过一条带电性更强的反应路径进行反应，这种路径不利于缺电子键（如缺电子烯烃的双键）发生反应。这一发现证明，高活性的金属氧化剂可以通过调节来实现特定的化学选择性。这些研究成果首次实现了对含有α,β-不饱和羰基药效团亚结构的复杂天然产物及其衍生物的后期氧化修饰，为制备新型类似物和已知代谢物提供了可能。