俄亥俄州立大学的化学家开发出一种新的改进方法，可以生成能够用于设计新型合成药物的分子。
研究人员表示，这种形成称为酮基自由基(ketyl radicals)的反应中间体的新方法，为科学家提供了一种使用催化剂将简单分子在一个化学反应中转化为复杂结构的途径。这一过程以更温和、更可持续且无废物的方式完成。
"创建酮基自由基的先前策略已有约百年历史。我们找到了一种互补方法，可以使用LED灯来合成复杂的类药物分子，"该新研究的合著者、俄亥俄州立大学化学与生物化学助理教授大卫·纳吉布(David Nagib)说。该研究于10月12日发表在《科学》杂志上。
故事始于羰基化合物，这类化合物是创造潜在新药物的最常见构建模块之一。与入门有机教科书中教授的经典羰基化学不同，当羰基转化为"自由基"形式时，它们变得更加活跃。这些含有迫切寻找其伴侣的未配对电子的自由基，使研究人员能够形成新的化学键，从而创造出复杂的类药物产品。
纳吉布表示，到目前为止，酮基自由基的形成需要使用钠或钐等被称为还原剂的强效、苛刻物质作为催化剂。这些还原剂可能有毒、昂贵，并且不适合用于制造药物。
在这项研究中，研究人员找到了一种使用锰作为催化剂的方法，该催化剂可以用简单的LED灯激活。
"锰非常便宜且丰富，这使其成为一种极佳的催化剂，"他说。"此外，它使我们能够通过互补的原子转移机制而非经典的电子转移机制来获取自由基。"
研究发现，锰不仅更便宜、更丰富，实际上在创建具有明确定义几何形状的产品方面更具选择性，因此它们可以适配药物靶点。该过程也减少了浪费，通过将用于制造自由基的碘原子包含在更具功能性的产品中，实现了回收利用。
纳吉布表示，这种生成酮基自由基的新方法使研究人员能够创建更多用途广泛且复杂的结构，这些结构可能在生成新药物方面有用。
该研究的合著者均来自俄亥俄州立大学纳吉布的实验室，包括王璐(Lu Wang)、杰里米·利尔(Jeremy Lear)、肖恩·拉弗蒂(Sean Rafferty)和斯塔西·福苏(Stacy Fosu)。王璐是该项目的首席科学家，最近完成了她的博士后研究，现就职于大型制药公司默克(Merck)。
这项研究由美国国家科学基金会和美国国立卫生研究院资助。
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