光化学方法让「死」化合物复活,药物发现原料库有望扩容
研究人员开发出一种光驱动化学方法,可将药物筛选中因缺乏反应位点而被弃置的『死端』化合物重新官能化,转化为可供药物化学家继续修饰的活性底物。该技术为破解药物发现中『可修饰化学空间』萎缩的难题提供了新工具,有望降低先导化合物衍生的成本。
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研究人员开发出一种光驱动化学方法,可将药物筛选中因缺乏反应位点而被弃置的『死端』化合物重新官能化,转化为可供药物化学家继续修饰的活性底物。该技术为破解药物发现中『可修饰化学空间』萎缩的难题提供了新工具,有望降低先导化合物衍生的成本。
米兰理工大学Mauro Nisoli团队在ERC TOMATTO项目框架下开发出紫外泵浦-阿秒XUV探测新装置,以约3飞秒时间分辨率首次"拍摄"到分子吸收光后电子与原子核的协同运动,并在乙酰丙酮体系中时间分辨出先后两次穿过锥形交叉的过程,成果发表于《自然-通讯》。
科罗拉多大学博尔德分校Carson J. Bruns团队开发出PhotoTat光响应纹身墨水系统,可绘制随光照出现与消失的全彩纹身图案,成果发表于Matter Light(DOI: 10.1016/j.matlit.2026.100119),团队此前长期研究用于辐射感知的变色纹身墨水。
纽约大学与德国研究团队各自意外发现可见光驱动硝基烷烃转化为高取代烯烃的光化学方法,经期刊编辑牵线从潜在竞争变为合作。方法以未活化硝基烷烃为通用砌块,经α-硝基烷基自由基中间体构建二至四取代烯烃,官能团耐受性优于传统Wittig、McMurry等路线,对药物合成与材料科学意义重大。
味之素可持续解决方案发文阐述连续流光化学工业化路径:其与Creaflow联合开发的HANU光流反应器采用板式结构+振荡流+静态混合,在Wohl-Ziegler苄基溴化中4小时连续稳定运行,5毫升反应器实现16.36克/小时分离产率,时空产率约为动态混合反应器基准的3.3倍,且无堵塞与器壁沉积。
2023年发起的分子电影预测挑战吸引全球团队预测环丁酮紫外激发后的光化学反应轨迹,六个月竞赛暴露出激发态理论在Born-Oppenheimer近似失效区域的系统性短板,也展示理论预测实验结果正走向可行。
德国、韩国合作团队在arXiv发表论文,利用脉冲串激发在微秒至毫秒尺度重新分配相同光子剂量,证明混合卤化物钙钛矿可演化进入不同亚稳态,时间-剂量互易律(Bunsen-Roscoe定律)失效,光子时序成为控制钙钛矿光化学状态的新参数。
发表于《自然·化学》的研究用铱光催化剂蓝光驱动aza-1,5-二烯闭环,打破有机化学近60年的五元环规则,可从同类起始物选择性构建两类刚性双环结构。计算建模揭示氮上基团电子效应决定环化路径。三维双环片段更能契合生物靶点且抗代谢,该工具将助力药物化学"逃离平面度"的分子设计。
发表于Nature Chemistry的新研究利用可见光介导的氮杂1,5-二烯分子内[2+2]光环加成,通过调节易去除的酰胺N取代基电子性质,成功改写自由基环化经典的五元环规则(rule of five),使相近底物可选择性地生成桥连双环[2.1.1]或并合双环[2.2.0]骨架,为刚性双环结构的可编程合成提供统一策略。
法国波尔多大学等机构研究者在《自然·化学》发表研究,利用廉价二价铁盐在紫外C光照下产生溶剂化电子还原钼催化剂,将氮气还原与水氧化耦合,在常温常压水中实现光驱动合成氨,量子产率达5.0%,提高氮压后可达10.8%,且在未处理海水乃至环境空气中依然有效。氨生产占全球温室气体排放1.8%,该工作为可再生能源合成氨提供了新路径。
德国和美国研究团队独立报道了一种新型光化学反应,利用可见光将两种简单硝基烷烷烃前驱体偶联形成拥挤的三取代和四取代烯烃。该反应发表于JACS,突破了Wittig、复分解等经典烯烃化反应在位阻和底物范围上的长期局限。
马德里材料科学研究所Antonio Picon团队利用欧洲XFEL超快X射线闪光,在3-氟吡啶分子光激发后追踪各原子的能量重分布过程。研究发现不同原子记录截然不同的能量信号,为理解光驱动化学反应提供了前所未有的原子级视角。
AZoM 6月27日报道,SLAC National Accelerator Laboratory团队在Physical Review A发表研究,用LCLS超快X射线直接观察由激光相干控制的碘分子反应,协调泵浦、倾倒和探测三束脉冲,显示原子在反应过程中的结构演化。该方法补足传统光谱只能间接推断结构的短板,对光化学、催化和光响应材料研究有方法学意义。