明尼苏达大学双城分校的一组有机化学和计算化学家开发了一种新工具,使药物和农用化学品的制造过程更快、更具成本效益且更节能。
这项最近发表在《自然》杂志上的研究详细介绍了创建化学反应中使用的必要起始材料(称为前体)的新方法。该技术正在申请专利。
化学家使用所谓的"炔中间体"作为构建模块,以更高效地在药物和材料等领域制造复杂分子。以前,研究人员必须在反应中添加化学添加剂来激活,导致大量浪费。新方法通过使用低能量蓝光(日常水族馆灯具中常见的光)作为激活剂,消除了这些添加剂。
"自1983年以来,使用炔中间体构建分子的工具一直没有改变。我们抓住这个机会打开了这个领域,使其能够被整个化学和材料界使用,而不仅仅用于小众应用。"
研究的资深作者、明尼苏达大学化学系副教授、3M校友教授Courtney Roberts
研究人员最初计划使用热量作为激活剂,当一名学生注意到化合物呈黄色时,表明该化学物质吸收光,这是一个令人惊讶的发现。
利用明尼苏达超级计算研究所的资源,研究团队能够在分子和原子层面上计算证明该化合物为何能吸收光。有机化学和计算化学的结合对于提供在过程中形成的隐藏分子结构的知识至关重要。
"这些在理解化学反应的结构以及我们如何在实验中修改和改进它们方面起着关键作用,"明尼苏达大学化学系助理教授、该研究的合著者Jan-Niklas Boyn说。
这项研究始于前化学系博士生Chris Seong的一个想法,他发现了现有文献中的空白。团队组建后,研究加速进行,并在短短一年半内完成。
这种新方法现在可以应用于生物条件,这是旧模型无法做到的。这意味着它不仅可以应用于小分子药物发现,还可以应用于更复杂的过程:抗体药物偶联物或具有DNA编码库的药物。
但这项研究并未止步于此,研究团队希望进一步扩展。
"我们已经开发了约40种用于创建药物分子的构建模块。我们希望继续扩大这个数量,为不同领域的研究人员提供一套全面的构建模块,"Roberts说。
除了Roberts、Boyn和Seong之外,研究团队还包括化学系博士生Sallu Kargbo和Felica Yu,以及博士后学者Daniel Gibney。
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