咱们先聊聊这个手性世界,你会发现大自然里到处都能看到左手右手那种怎么放都对不上的样子。不管是螺旋的DNA、叶子的纹路,甚至咱们用的手机支架,都长这样。到了制药这块儿,这种不对称性直接关系到分子能不能治病或者产生毒性。一对看起来差不多的分子,药效可能差得很远。以前做药得把一半原料扔掉不用,这太浪费了。所以现在最想解决的就是怎么高效做出只有一种形态的分子。 Jacobsen团队这次想出了个彻底的新办法,不再要求原料两边一样多了。他们用非手性的原料做起点,通过一次反应就给原料加上手性特征,这样一来就彻底不用再扔掉一半原料了。 他们用的催化剂主要是脲和亚磺酰胺组成的体系,其实就是个能给氢键的小东西。这种催化剂能在很温和的条件下识别那种二氯膦的非手性衍生物,让其中一个氯原子被胺亲核取代,一下子就生成了有高度对映选择性的氯膦酰胺酯。这一步被叫做“去对称化”,意思是原料本来没有手性中心,在这一步反应中自己“长”出了立体结构。 生成的这个氯膦酰胺酯不太稳定,不过它特别容易被后续的试剂改变。碱性条件下它能变成膦酸盐;酸性条件下又能被醇换成次膦酸盐;要是用硫亲核试剂进攻,还能接上硫酯基团。同一个中间产物走不同的路线,能得到很多种药物支路,这就大大提高了合成效率和多样性。 拿cGAMP这种常用的环二核苷酸来说明问题最好不过了。文章里展示了用新方法怎么精准地把P(V)这个立体中心的构型弄对。实验证明这种方法做出来的分子在细胞实验里表现得很理想,说明这条路子在实际用药上是行得通的。 不过这套系统现在也有两个大问题:一是中间产物容易自己变回来变成50/50的混合物;二是那些多功能的部分很难分开纯化。下一步肯定要研发出对映选择性更高的催化剂或者设计更稳定的中间体才行,只有这样才能把实验室里那种“一锅出多种产品”的本事变成工厂里那种稳定又高产的生产模式。 虽然还在摸索阶段,但这次不用等量原料的革命已经给制药化学推开了一扇全新的大门。未来只要解决好稳定性和选择性这两大难关,这项技术就能真正落地工业化了。