化学家们首次发现了一种独特的方法,能够控制并修改一类广泛应用于药物中的化合物,其中包括一种用于治疗乳腺癌的药物。
这项由布里斯托大学(University of Bristol)主导并发表在《自然》(Nature)期刊上的研究,还发现了一种与化学反应相关的新机制。该机制可以通过在化学反应中简单添加一种常见试剂,将化合物的手性从右旋转变为左旋。
研究的主要作者、布里斯托大学合成化学教授瓦林德·阿加沃尔(Varinder Aggarwal)表示:“这些发现改变了我们对这一类有机分子基本化学的理解。它带来了令人兴奋的影响,因为这种科学方法使我们能够制造出他莫昔芬(Tamoxifen)的替代品,这些替代品可能具有更高的效力,并减少不良副作用。”
尽管大多数烯烃(alkenes)易于制备,但一种带有四个不同部分的特定类型——称为四取代烯烃(tetrasubstituted alkenes)——更具挑战性,但它们被用于制造抗癌药物和天然产物,如精油。
因此,研究团队旨在找到一种更高效的方法来制备四取代烯烃,包括他莫昔芬,以便它们可以轻松被操控并改造成不同的形式。
新方法提供了一种高度通用的解决方案,可以从简单的构建模块中构建复杂的四取代烯烃。
阿加沃尔教授解释说:“我们的原始设计计划使用有机硼酸酯作为关键成分,但这导致了不稳定的中间体,因此未能奏效。随后,我们尝试了一种不太常见的含硼分子形式,即硼烷(boranes),这时聪明的分子操作成为了可能。这个新的硼系统使得我们可以从非常简单的构建模块中以受控的方式在烯烃上安装不同的基团,就像拼装乐高积木一样。这令人激动不已,因为它掌握了解锁更优药物分子的关键——比如他莫昔芬的替代品,让它们具备更多所需的特性,而减少诸如副作用等不希望出现的特性。”
为了准确绘制反应过程,科学家们得到了科罗拉多州立大学(Colorado State University)计算化学家的帮助,从而全面揭示了他们的发现。
共同作者、科罗拉多州立大学化学教授罗伯特·帕顿(Robert Paton)表示:“机制表明,通过改变反应条件并添加一种试剂,烯烃的几何结构可以从左旋切换到右旋。这是令人惊讶的,也是前所未见的。”
除了像他莫昔芬这样的药物分子外,研究人员还利用γ-红没药烯(γ-bisabolene,一种存在于精油中的芳香化合物)展示了其突破性成果的广泛应用。
阿加沃尔教授补充道:“现在我们已经找到了一种高效且灵活的方法,它允许我们替换其他分子,因此这一成果在药物发现和材料科学领域有着广泛的潜力。”
这项研究由英国研究与创新署(UK Research and Innovation, UKRI)工程与物理科学研究委员会(Engineering and Physical Sciences Research Council, EPSRC)资助。
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