Nature：加州理工学院研制出能够创建手性分子的新工具

化学家们已经开发出一种更简单的方法来建立具有特殊“利手性”的候选药物库。

加州理工学院的傅格雷戈里(Gregory Fu)和王兆斌(音译，Zhaobin Wang)

图片来源:加州理工学院

合成化学家面临的最大挑战之一是如何制造出只有一种特定“利手性”的分子。分子可以有两种形状，互为镜像，就像我们的左手和右手一样。这种被称为手性的特性存在于糖和蛋白质等生物分子中，这意味着药物设计者通常希望开发出仅有左手性或右手性的药物。这有点像设计成理想的握手时的情形（都是右手或者都是左手）。

化学家们已经开发出了分离分子左旋和右旋异构体(或称对映体)的方法，比如分子筛，它只允许一种形式的分子通过。而另一个更受欢迎的技术是从零开始，只创建所需的对映体，而不是其镜像形式。在10月18日发表在《自然》(Nature)杂志上的一项新研究中，加州理工学院(Caltech)的诺曼钱德勒(Norman Chandler)化学教授傅格雷戈里(Gregory Fu)和他的团队就开发了这样一种技术，他们展示了一种用碳碳键(几乎所有的药物都含有碳碳键)以及丰富、廉价的材料制造只有一种手性的分子的新方法。

傅说：“这种方法可以使发现和合成生物活性化合物，如药物，比以前的方法更便宜，更省时。药物开发人员可以使用我们的方法更容易地制造候选药物库，然后测试所需的活性。”

在新的报告中，研究人员证明他们可以使用廉价的材料来进行手动选择反应，包括镍催化剂、烷基卤化物、硅氢化物和烯烃。烯烃是含有碳碳双键的分子，通常存在于有机分子中。2005年，加州理工学院(Caltech)的维克托•格拉布(Victor Grubbs)和伊丽莎白•阿特金斯(Elizabeth Atkins)化学教授鲍勃•格拉布(Bob Grubbs)因提出了一种随意交换烯烃中原子的方法而获得诺贝尔化学奖，这一发现为工业上制造烯烃提供了一种更好的方法。

傅的团队创造了各种具有特定手性的化合物，包括被称为-内酰胺的分子，抗生素盘尼西林就是其中之一。

傅说：“镍催化剂的工作原理就像手套的模具，将分子塑造成所需的左手或右手。例如，理论上你可以用我们的方法更容易地制造出一系列类似青霉素的分子。”

不同利手性的分子有着惊人的不同特征。人造甜味剂阿斯巴甜有两种对映体——一种尝起来很甜，而另一种则没有味道。香芹酮闻起来一种是薄荷味，另一种是葛缕子味。药物的利手性也会有不同的影响。布洛芬也以其品牌雅维(Advil)而闻名，它包含了左手和右手两种形式，但只有一种是具有治疗性的。

未来，傅和他的同事计划进一步改进他们的方法——特别是，他们希望能够控制分子内两个位点的利手性，而不仅仅是一个，从而为药物设计者提供更多的灵活性。