您是否知道目前使用的藥物中有一半以上是手性藥物，可能導(dǎo)致體內(nèi)有兩種不同的反應(yīng)?手性化合物是成對的分子，彼此是鏡像，就像一個人的右手和左手。由于身體與每個分子不同地相互作用，因此手性藥物可以從一個分子產(chǎn)生所需的效果，以及來自其鏡像的不希望的副作用。制造純化合物而不會形成浪費(fèi)的不必要的鏡像版本會更加安全和有效，但這種選擇性合成仍然是藥物發(fā)現(xiàn)中最困難的挑戰(zhàn)之一。

在韓國大田基礎(chǔ)科學(xué)研究所(IBS)催化烴功能化中心的研究人員Chang Sukbok教授的帶領(lǐng)下，他們創(chuàng)造了一組新的手性銥催化劑，用于選擇性合成手性內(nèi)酰胺。雖然內(nèi)酰胺是許多藥劑中的關(guān)鍵組成部分，例如青霉素 - 一種值得注意的內(nèi)酰胺類抗生素，但很少有效的方法可以從一對對稱的鏡像中挑出一個分子。新催化劑使研究人員偏向合成，有利于生產(chǎn)一種產(chǎn)品而另一種產(chǎn)品具有99%的選擇性。

手性藥物中的原子以相同的方式連接，但它們在空間中的取向有所不同。研究人員確定了哪種催化劑引起了正確的旋轉(zhuǎn)并導(dǎo)致左旋轉(zhuǎn)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)觀察和詳細(xì)的計算機(jī)模擬，他們發(fā)現(xiàn)在基質(zhì)和催化劑之間瞬間形成氫鍵導(dǎo)致反應(yīng)中的這種高度偏析。

氫鍵是自然界中分子的普遍相互作用。由于這種連接在反應(yīng)過程中穩(wěn)定中間體和過渡態(tài)，因此最終導(dǎo)致手性內(nèi)酰胺的產(chǎn)生，從而允許高選擇性。第一作者Yoonsu Park博士表示，“了解反應(yīng)機(jī)理是促進(jìn)催化劑進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。這種基于機(jī)理的方法和反應(yīng)設(shè)計模型使我們能夠找到這種新的轉(zhuǎn)變。”

值得注意的是，這項研究提出了一種可持續(xù)的方案來生產(chǎn)備受追捧的，非常寶貴的手性內(nèi)酰胺。通過使用廉價且易于獲得的原料烴，研究人員生產(chǎn)了一組不同形狀的手性內(nèi)酰胺。由于它們的手性和多樣化結(jié)構(gòu)使得內(nèi)酰胺能夠在體內(nèi)起抗生素，抗炎或抗腫瘤功能的作用，本研究可以以更有效和更便宜的方式促進(jìn)潛在藥物的開發(fā)。

“這是不對稱催化領(lǐng)域的一大進(jìn)步。由于內(nèi)酰胺在醫(yī)藥，合成和材料化學(xué)領(lǐng)域有多種應(yīng)用，我們的研究可能為開發(fā)更安全，更有效的臨床藥物提供基礎(chǔ)，”張教授解釋說。