英国剑桥大学圣约翰学院的研究人员意外发现了一种利用光能修饰复杂药物分子的新方法,这一突破可能彻底改变药物研发的后期流程。相关研究成果于2026年3月12日发表在《Nature Synthesis》期刊上,该团队将这种新型反应命名为“反傅-克(Anti-Friedel-Crafts)反应”。
传统的傅-克反应通常需要强腐蚀性化学试剂、重金属催化剂以及高温高压等苛刻条件,因此往往只能在药物合成的早期阶段进行,后续还需经过繁琐的多步反应才能最终成型。而剑桥团队开发的新技术利用LED灯在室温下即可触发反应,无需有毒或昂贵的试剂,就能在温和条件下构建关键的碳-碳键。这意味着研究人员可以在药物开发的最后阶段直接对分子进行精准微调,而非推倒重来。
该反应具有极高的选择性,能够只改变分子的特定区域而不影响其他敏感部位,这种“高官能团耐受性”对于药物后期优化至关重要。第一作者、剑桥大学博士生大卫·韦伊(David Vahey)表示:“过去科学家可能需要数月时间重建大分子来测试微小改动,现在他们可以直接从先导化合物出发,在后期进行精确调整。”
这一发现不仅大幅缩短了研发周期,还显著减少了化学废物的产生和能源消耗。作为英国乃至全球绿色化学研究的重镇,剑桥大学埃尔温·赖斯纳(Erwin Reisner)教授团队长期致力于模仿光合作用的可持续化学系统。赖斯纳教授指出,将化学工业转型为可持续产业是能源转型中最困难的部分之一,而这项技术为减少制药行业的碳足迹提供了切实可行的路径。研究团队还与阿斯利康(AstraZeneca)合作,验证了该技术在连续流工业生产中的适用性。
这项重大突破源于一次“失败”的实验。韦伊在测试光催化剂时,意外发现移除催化剂后反应依然高效,甚至效果更佳。面对这一“异常”结果,团队没有选择忽略,而是深入探究其背后的化学机制。此外,研究团队还引入了机器学习模型,利用人工智能预测新分子上的反应位点,进一步加速了从实验到应用的进程。
对于中国制药行业而言,这一技术路线的突破提示我们,在追求创新药研发效率的同时,应更加重视绿色合成工艺的开发,利用光化学等温和手段替代传统高污染工艺,这不仅是环保趋势,更是未来降低研发成本、提升国际竞争力的关键所在。
