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TUhjnbcbe - 2022/5/2 16:18:00
新反应很少见,是化学家太偷懒了吗?你好奇过世界上这么多化学实验室,到底存在多少种化学反应吗?其实我们在高中甚至大学课本里所学到的反应,很多年纪都比我们还大。在年有学者统计了0年来的药物化学研究,发现在最常用的合成反应中,没有任何一个是年后新发现的;而仅仅两个反应就涵盖了超过半数的药物合成反应。

为什么会这样?其中一个解释是:药物研发者在化学的大空间里受限于一个小小范围,我们只能透过已知的反应和可取得的组构元件(就像用有限的方式组合固定类型的积木)。当然还包括原本就存在的限制,来自于生物方面或是试剂稳定性,例如接触到空气就会起火的试剂,被使用的频率就会比较低,因为大部分实验室并不会配有隔绝氧气的手套箱。

ImagebychiaratibertifromPixabay

此外统计也指出,众多化学家所研究出的分子,都偏向特定的形状。太多人研究相近的分子结构,可能造成我们对化学世界的理解偏误,因此作者呼吁化学家们多尝试一些没做过的反应。

然而,化学家真的是偷懒吗?或者这样的现象代表着,其实众多的合成化学实验家都面临了一样的难题,而忍不住叹口气说:「唉,如果某某反应真的存在这世间,我就不用卡关在这里了」呢?

梦幻反应许愿池,原来卡关在这里

从最简单的反应,到可能登上诺贝尔奖的重大发现,让我们来看看药物化学家的「梦幻反应许愿池」:

氟化:在具有多个官能基的分子中,把特定的氢置换成氟。

异原子的烷化:在有多个异原子(除了碳氢以外的原子,常见为氧、氮、硫)的环上,能够选择其中一个来接上烷基。

碳-碳耦合:希望能有更多方法,能把两个脂肪烃类的碳接在一起,使得适用的反应物更广泛。

制作或修饰杂环:能在杂环上连接新的官能基;若能从头制作出全新的杂环分子就更好了。

交换原子:选择特定的两个原子交换位置,例如把一个环上的碳、氮原子交换。

1.随心所欲的氟化

将CH转换成CF的反应排在清单上的第一名,并不让人意外。

超过0%的商业药品含有氟,抗忧郁药百忧解(Prozac)就是一例。只要加上一个氟原子,就可能增加药品在代谢上的稳定性或是亲脂性,让药物更容易直接穿透细胞膜。然而,这个反应没有方法可以一步到位完成。如果在得到先导化合物后,才想要多加上一个氟,通常都需要从头开始,改用含氟的起始物。

抗忧郁药百忧解结构中的氟(图左*绿色的原子)让药品更容易穿透细胞膜。图/wiki

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