英國劍橋大學(xué)科研團(tuán)隊近日宣布，成功開發(fā)出一項利用光能驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)的新方法，旨在解決傳統(tǒng)藥物研發(fā)中依賴有毒化學(xué)品和苛刻條件的問題。這項技術(shù)被稱為“反傅-克”反應(yīng)（anti-Friedel–Crafts），能夠在溫和條件下，僅通過簡單的LED光源即可對復(fù)雜的藥物分子進(jìn)行后期修飾，為制藥行業(yè)帶來更快、更清潔且高效的研發(fā)新范式。

在傳統(tǒng)有機(jī)合成中，傅-克反應(yīng)是構(gòu)建碳-碳鍵的核心手段，但通常需要強(qiáng)腐蝕性試劑或金屬催化劑，且必須在藥物合成的極早期階段進(jìn)行。這意味著一旦分子結(jié)構(gòu)確定，后續(xù)若想調(diào)整，往往需要拆解并重新構(gòu)建整個分子，耗時數(shù)月。而劍橋大學(xué)的這項突破徹底逆轉(zhuǎn)了這程，允許化學(xué)家在藥物分子接近完成時，依然能對其進(jìn)行精準(zhǔn)修飾，無需從頭開始。

該研究的首席作者、劍橋大學(xué)圣約翰學(xué)院博士生大衛(wèi)·韋伊（David Vahey）指出，過去科學(xué)家為了測試一個微小的結(jié)構(gòu)變化，往往需要耗費大量時間進(jìn)行多步合成。新方法使得研究人員可以直接從“苗頭化合物”出發(fā)，在后期進(jìn)行微調(diào)，從而極大地簡化了新藥測試流程。這種技術(shù)不僅避免了有毒和昂貴試劑的使用，還打開了以往難以觸及的化學(xué)空間，讓藥物化學(xué)家擁有了更清潔、高效的工具。

從行業(yè)應(yīng)用角度看，碳-碳鍵的形成是化學(xué)工業(yè)的基石，涵蓋從燃料到復(fù)雜生物分子的廣泛領(lǐng)域。劍橋團(tuán)隊開發(fā)的方法具有極高的選擇性，即“官能團(tuán)耐受性”強(qiáng)，能夠只改變分子的特定部位而不影響其他敏感區(qū)域。這對于藥物研發(fā)后期的優(yōu)化至關(guān)重要，例如改善藥物在體內(nèi)的代謝行為或降低副作用。此外，合成步驟的減少直接意味著化學(xué)廢物的減少和能耗的降低，有助于大幅縮減制藥行業(yè)的環(huán)境足跡。

研究團(tuán)隊已在多種類藥分子上驗證了該反應(yīng)，并展示了其適應(yīng)工業(yè)界日益普及的連續(xù)流生產(chǎn)系統(tǒng)的潛力。通過與阿斯利康（AstraZeneca）的合作，團(tuán)隊評估了該方法在大規(guī)模藥物開發(fā)中滿足實際生產(chǎn)與環(huán)保需求的能力。研究負(fù)責(zé)人、劍橋大學(xué)尤素福·哈米德化學(xué)系能源與可持續(xù)發(fā)展教授埃爾溫·賴斯納（Erwin Reisner）強(qiáng)調(diào)，將化學(xué)工業(yè)轉(zhuǎn)型為可持續(xù)產(chǎn)業(yè)是能源轉(zhuǎn)型中Zui困難的環(huán)節(jié)之一，而這項基礎(chǔ)性的碳-碳鍵構(gòu)建新法具有巨大的潛在影響力。

這項突破性發(fā)現(xiàn)源于一次“失敗的實驗”。韋伊在測試光催化劑時，意外發(fā)現(xiàn)移除催化劑后反應(yīng)依然有效，甚至效果更佳。團(tuán)隊沒有忽視這一“意外”，而是深入探究，并結(jié)合都柏林三一學(xué)院的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，實現(xiàn)了對反應(yīng)行為的預(yù)測。這種“失敗中找鉆石”的科研精神，加上AI技術(shù)的輔助，將幫助科學(xué)家更快地篩選出有潛力的藥物候選分子。

對于中國制藥企業(yè)而言，這一技術(shù)路線的成熟預(yù)示著未來“綠色制藥”將成為核心競爭力，特別是在利用AI輔助合成與連續(xù)流工藝結(jié)合方面，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注此類能顯著降低研發(fā)成本與環(huán)保壓力的顛覆性技術(shù)，以在激烈的全球創(chuàng)新競爭中搶占先機(jī)。