明尼阿波利斯/圣保罗（2025年11月20日）——明尼苏达大学双城分校的有机与计算化学家团队开发了一种新型现代化工具，使药物和农用化学品的创制过程更快、更具成本效益且更节能。
这项近期发表在《自然》杂志上的研究，详细描述了一种创建化学反应必需起始材料（称为前体）的新方法。该技术的专利正在申请中。
化学家使用被称为“芳炔中间体”的物质作为构建模块，以更高效地在药物和材料等领域合成复杂分子。此前，研究人员必须在反应中添加化学添加剂进行活化，导致大量浪费。新方法通过使用低能量蓝光（日常水族馆灯具中的光线）作为活化剂，完全消除了这些添加剂。
“自1983年以来，使用芳炔中间体构建分子的工具一直没有改变，”该研究资深作者、明尼苏达大学化学系副教授兼3M校友教授科尔特尼·罗伯茨表示，“我们借此机会打破这一领域，使其能被整个化学和材料界广泛使用，而不仅限于小众应用。”
研究人员最初计划使用热量作为活化剂，但一名学生注意到化合物呈黄色，这表明化学物质能够吸收光线，这是一个意外发现。
利用明尼苏达超级计算研究所的资源，团队从分子和原子层面通过计算验证了该化合物吸收光线的原理。结合有机化学与计算化学对于理解反应过程中形成的隐藏分子结构至关重要。
“这些在理解化学反应结构以及我们如何通过实验改进它们方面发挥关键作用，”该研究合著者、明尼苏达大学化学系助理教授扬-尼克拉·博因表示。
这项研究始于前化学系博士生克里斯·宋的想法，他发现了现有文献中的空白。团队组建后，研究加速推进并在短短一年半内完成。
新方法现在可应用于生物条件，这是旧模型无法实现的。这意味着它不仅适用于小分子药物发现，还可应用于更复杂的过程：抗体药物偶联物或基于DNA编码库的药物研发。
但这项研究并未止步于此，团队计划进一步扩展应用范围。
“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一数量，为不同领域的研究人员提供一套全面且易获取的构建模块，”罗伯茨表示。
除罗伯茨、博因和宋外，研究团队还包括化学系博士生萨卢·卡戈博和费利卡·余，以及博士后学者丹尼尔·吉布尼。
这项研究获得了明尼苏达大学的启动资金资助。合作者通过以下奖项完成了研究：安进青年研究员奖、BMS无限制研究资助、斯隆研究奖、德雷福斯教师学者奖、麦克奈特土地授予教授职位、3M校友教授职位、韦兰德·E·诺兰德卓越奖学金和明尼苏达大学博士论文奖学金。
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