一种用于分析多底物不对称催化反应的方法已经实现，该方法利用氟核磁共振技术，在单一反应器中同时对不同底物进行反应。通过利用氟核磁共振的干净背景信号和宽化学位移范围的特点，可以定量分析每个底物的反应活性。研究还表明，使用钴金属复合物可以同时测量所有反应物的光学活性。来源：《美国化学学会杂志》（2025）。DOI: 10.1021/jacs.5c03446
沙利度胺是一种曾经用于缓解孕妇晨吐的药物，由于其在体内的光学异构体表现出不同的性质：一种异构体具有镇静作用，而另一种则会导致严重的副作用，如出生缺陷。这个例子说明了精确有机合成技术的重要性，这种技术可以选择性地合成所需的光学异构体。
克服了传统方法难以同时分析多种反应物的难题，一个研究团队开发出了世界上首个能够同时精确分析21种反应物的技术。这项突破现已发表在《美国化学学会杂志》上，预计将对利用人工智能和机器人进行新药开发做出重大贡献。
光学异构体由一对具有相同化学式但互为镜像且不能重叠的分子组成，类似于左手和右手，形式相似但不能完全叠加。
韩国科学技术院化学系金贤宇教授的研究团队开发了一种适合于人工智能驱动自主合成时代的创新光学异构体分析技术。这是世界上首次利用高分辨率氟核磁共振光谱（19F NMR）精确分析涉及多个反应物的不对称催化反应的技术，预计将在新药开发和催化剂优化等多个领域做出贡献。
传统的有机反应评估方法是先用单一底物推导出最佳反应条件，然后在这些条件下逐一扩展底物范围，从而留下未探索的潜在反应区域。为了克服这一点，引入了高通量筛选来广泛探索各种底物的催化剂反应性。结合多底物筛选，这种方法可以更广泛、更系统地理解反应范围和趋势。来源：《美国化学学会杂志》（2025）。DOI: 10.1021/jacs.5c03446
人工智能驱动的自主合成是一种先进的技术，它利用人工智能（AI）自动化和优化化学物质合成过程。它作为未来实验室实现自动化和智能化研究环境的核心要素而受到关注。AI可以预测和调整实验条件，解释结果，并独立设计后续实验，最大限度地减少重复实验中的人工干预，显著提高研究效率和创新能力。
目前，虽然自主合成系统可以自动完成从反应设计到执行的所有步骤，但反应分析仍然依赖于使用传统设备的单独处理。这导致速度较慢并形成瓶颈，不适合高速重复实验。
此外，20世纪90年代提出的多底物同时筛选技术引起了广泛关注，因为它可以最大化反应分析效率。然而，现有色谱分析方法的局限性限制了适用底物的数量。在选择性合成所需光学异构体的不对称合成反应中，同时分析超过10种底物几乎是不可能的。
为了克服这些限制，研究团队开发了一种基于19F NMR的多底物同时筛选技术。该方法在单个反应容器中进行多底物的不对称催化反应，将氟功能基团引入产物中，然后应用他们自行开发的手性钴试剂，使用19F NMR清晰量化所有光学异构体。
在一个使用总共21种底物的多底物还原胺化反应中，使用基于氟核磁共振的分析平台同时测量了根据催化剂系统的反应物产率和光学活性。每个反应物的产率用颜色饱和度表示，光学活性用数字表示。来源：《美国化学学会杂志》（2025）。DOI: 10.1021/jacs.5c03446
利用19F NMR的出色分辨率和灵敏度，研究团队成功地在单个反应容器中同时进行了21种底物的不对称合成反应，并定量测量了产物产率和光学异构体比例，无需任何单独的纯化步骤。
金贤宇教授表示：“虽然任何人都可以在一个反应器中进行多底物的不对称合成反应，但准确分析所有产物一直是一个难以解决的问题。我们预计，实现世界一流的多底物筛选分析技术将大大增强人工智能驱动自主合成平台的分析能力。”
“这项研究提供了一项技术，可以快速验证新药开发所必需的不对称催化反应的效率和选择性，并有望作为人工智能驱动自主研究的核心分析工具。”
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