生医工学院王斯楠课题组在含碳硼烷药物和氟化学研究中取得系列进展

上海科技大学生物医学工程学院王斯楠课题组专注于含碳硼烷化合物及氟化学的研究，以期实现分子影像诊疗一体化的目标。近日，课题组在含碳硼烷药物和氟化学研究中取得系列进展，相关成果相继发表于学术期刊Molecules、ChemistrySelect 与Organic Letters。

碳硼烷基BMS-202 类似物的合成及抗肿瘤活性评估——碳硼烷并非苯环类似物的例子

碳硼烷常被视为苯环的三维模拟物，而BMS-202是一种高效的PD-L1（程序性死亡配体-1） 抑制剂。基于碳硼烷的高疏水性等独特特性，研究制备了以碳硼烷替代BMS-202末端苯环的一系列类似物，系统探究碳硼烷替代苯环后对化合物活性的影响，同时深入分析其抗肿瘤作用机制及体内分布特征。结果显示，由于碳硼烷体积较大，PD-L1的狭窄结合口袋无法容纳，化合物均丧失了PD-L1结合亲和力，表明碳硼烷并非在所有情况下都能作为苯环类似物。但化合物1a和1b 对多种肿瘤细胞系表现出显著的抗增殖活性，尤其对 Ramos、Raji 等细胞抑制效果突出。机制研究表明，化合物1a可诱导细胞凋亡，并导致细胞周期停滞在 G1 期。硼生物分布研究显示，化合物1a具有良好的血脑屏障穿透能力，为脑部肿瘤治疗提供了新可能。该研究为药物设计中“碳硼烷替代苯环”策略的应用提供了重要参考，强调需结合靶蛋白口袋大小合理设计分子结构。

上海科技大学生物医学工程学院博士研究生袁嫦娴和联合培养硕士研究生李超凡为该论文的共同第一作者，王斯楠教授为通讯作者，上海科技大学为第一完成单位。研究工作在生物医学工程学院王斯楠课题组实验室、生物实验室以及医学影像-分子影像与核素药物实验室平台完成。

论文链接：https://doi.org/10.3390/molecules30244789

碳硼烷基氟比洛芬的合成及其生物学评价——碳硼烷非苯环替代物的例子

研究以上市非甾体抗炎药氟比洛芬为研究对象，保留氟比洛芬结构中的氟原子，通过替换其末端苯环合成邻碳硼烷基氟比洛芬。生物活性测试显示，该化合物对COX-1和COX-2的抑制活性显著弱于母体药物。分子对接研究揭示，碳硼烷（体积148ų）比苯环（79ų）大，无法适配COX酶的狭窄结合口袋，与周围残基发生碰撞，导致抑制活性丧失。小鼠体内硼分布结果表明，该化合物在肝脏、肾脏、胰腺中摄取量高，且血脑屏障通透性强，5小时脑血比达0.27，显著优于氟比洛芬。由此，“碳硼烷替代苯环”策略的有效性依赖受体结合口袋尺寸，狭窄口袋中该策略可能失效；但目标化合物的血脑屏障穿透优势，又为其在中枢神经系统相关疾病药物研发中的应用提供了新思路。

联合培养硕士毕业生李超凡和上海科技大学生物医学工程学院硕士研究生马晨洋为该论文的共同第一作者，王斯楠教授为通讯作者，上海科技大学为第一完成单位。研究工作在生物医学工程学院王斯楠课题组实验室、生物实验室以及医学影像-分子影像与核素药物实验室平台完成。

论文链接：https://doi.org/10.1002/slct.202505652

无溶剂机械化学克服了无机氟化银在C-F和S-F键构建中的低溶解度

研究利用球磨技术克服了无机氟化银（AgF/AgF₂）溶解度低的难题，高效构建了C-F和S-F键。在室温、40Hz球磨条件下，AgF可快速（1-5分钟）实现未活化叔烷基卤化物的氟化反应，产率最高达96%，且兼容胺、吲哚、呋喃等敏感官能团，还可拓展至复杂天然产物和药物中间体。该方法无需增加溶剂或配体，相比传统液相反应更绿色经济，成功实现10mmol规模放大（产率50%）。该策略还可用于芳基硫酰氟的快速合成，并通过一锅两步法实现S-F键对烯烃/炔烃的反式1,2-插入，获得选择性的硫氟取代产物。机理研究表明此反应路径异于传统取代机制，机械力是反应关键。该方法具有反应快速、条件温和、操作简便等优势，其绿色化学特性和工业放大潜力，为含氟分子合成提供了实用新方案。

上海科技大学物质学院研究生黄钟烨为该论文的第一作者，物质学院甄家劲教授和生医工学院王斯楠教授为共同通讯作者，上海科技大学为第一完成单位。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.orglett.5c04130