科技日報記者 劉霞

卡賓（又稱碳賓）是藥物合成與材料開發(fā)的關(guān)鍵媒介，其重要性不言而喻，但其合成方法有限。美國俄亥俄州立大學(xué)科學(xué)家借助鐵催化劑與鋅還原劑的協(xié)同作用，將卡賓分子的合成效率提升至傳統(tǒng)方法的百倍，有望緩解抗生素等關(guān)鍵藥物短缺的難題。相關(guān)研究成果發(fā)表于新一期《科學(xué)》雜志。

卡賓分子是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)中的“明星”。其碳原子最外層存在兩個未成鍵電子，導(dǎo)致這類分子活性極高，不僅易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，甚至在水中也會瞬間分解。這種“桀驁不馴”的特性，使得實(shí)驗(yàn)室合成卡賓既危險又困難。

此次，研究團(tuán)隊先用鐵催化劑“馴服”含氯自由基分子，再通過精密調(diào)控，制備出包括多種新型卡賓在內(nèi)的系列產(chǎn)物。這些卡賓分子會迅速與其他物質(zhì)結(jié)合，形成獨(dú)特的三角形環(huán)丙烷結(jié)構(gòu)。這種類三角結(jié)構(gòu)分子片段體積小巧，能量狀態(tài)特殊，在農(nóng)藥和醫(yī)藥合成中具有重要價值。

該方法在水環(huán)境中依然表現(xiàn)優(yōu)異，這意味著未來或能實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞內(nèi)精準(zhǔn)合成卡賓，為創(chuàng)新藥物靶點(diǎn)開辟新途徑。

研究團(tuán)隊表示，這種安全高效的卡賓合成技術(shù)，有望取代當(dāng)前繁瑣危險的多步生產(chǎn)工藝。該技術(shù)也有望緩解抗生素、抗抑郁藥等關(guān)鍵藥物的短缺困境，對心臟病、新冠肺炎及艾滋病治療藥物的產(chǎn)能提升同樣意義重大。為確保這項(xiàng)變革性技術(shù)惠及全球，團(tuán)隊計劃推動其在不同規(guī)模實(shí)驗(yàn)室和制藥企業(yè)中普及應(yīng)用。