手性冲击：日内瓦化学家锻造出千年稳定的“防镜”药物
你能想象一个救命分子的“双胞胎”是致命的毒药吗？ 尽管看起来令人惊讶，但这种化学现实被称为“手性”。 就像右手和左手一样，两个分子可以具有相同的成分，但在空间中的形状和排列不同。 而这种差异可以改变一切。 了解和控制这种现象对于药物设计至关重要。 日内瓦大学 （UNIGE） 的一个团队与比萨大学合作，开发了一种非常稳定的手性分子的新家族。 这项工作为几何控制药物的设计开辟了新的前景。 它发表在美国化学会杂志. 如果分子或任何物体不能通过旋转、平移和几何变化的任意组合叠加在其镜像上，则称为手性分子或任何物体。 这类似于我们的两只手，无论是从背面还是手掌看，它们看起来一模一样，但无法叠加。 这普遍的分子不对称性要求化学家设计能够与生命系统精确相互作用的手性分子。 在分子内，手性通常源于一个或多个不对称中心的存在，称为立体中心。 它们通常由一个中心碳原子组成，其本身与四个不同的原子基团或链相连，通常也是碳。 由化学学院有机化学系正教授 Jérôme Lacour 领导的小组UNIGE 理学院生物化学创建了新型立体中心。 这一次，中心碳原子没有被碳链包围，而只有氧原子和氮原子包围。 化学领域的首创。 “具有这种新型立体中心的分子以前从未以稳定的形式被分离出来。 它们的综合和表征标志着一项重大的概念和实验突破，“Jérôme Lacour 解释道。 出色的稳定性 的手性分子的稳定性是一个特别重要的参数。 镜像分子对在结构上非常接近，并且在许多情况下，从一个分子对到另一个分子对是可能的，例如在温度的影响下。 仿佛左手突然变成了右手。 这样，我们就可以从药物切换到无活性甚至有毒的分子！ UNIGE 团队开发的新分子结构具有卓越的手性稳定性，这意味着从一个分子切换到其镜像姐妹的可能性特别小。 博士生、该研究的第一作者 Olivier Viudes 解释说：“使用动态色谱技术和量子化学计算，我们已经表明，对于第一个开发的分子，半个样品在室温下需要 84,000 年才能转化为镜像分子。 对于药物来说，这种稳定性保证了安全储存，不需要特定条件。 对于第二个分子，这个时间估计在 227°C 下为 25 天。 日内瓦团队开发的新型立体中心应该能够设计稳定、受控的三维手性分子。 这些结构为药物设计和新材料的创造开辟了新的可能性。 “这些新颖的立体中心提供了一种组织分子空间的新方法。 它们为化学合成开辟了全新的自由度和想象力，“教授 Gennaro Pescitelli 总结道。比萨大学和该文章的联合首席研究员。