中大化学家研发新型催化系统以设计崭新化合物　 丰富化学「工具箱」　增加制药选择

合成药物是按照特定疾病的特性，设计及组合不同的化学成分，这过程与拼砌模型类似。如果某个特殊模型部件无法制造出来，整个设计就不能实现。同样地，开发新药物有时需要用上全新的化学结构单位。 

近日，香港中文大学（中大）化学系的研究人员，研发出首个用于制备「手性卤代螺环化合物」（chiral halo-spiro compound）的新型催化系统。它是一种极具潜力、可用于不同类型药物的化合物。今次研究将丰富新药设计的化学「工具箱」，制药行业将来有更多原材料可供选择。研究结果已刊登于著名科学期刊《自然催化》（ Nature Catalysis ）。 

自然界对选择「左」或「右」有所偏爱  

我们的双手是互为镜像，不论怎样移动及旋转双手，都无法令他们的外观变得一样；在自然界中，很多化合物均拥有同样特性。它们的外型十分相似，却左右不完全对称，无法透过平移和旋转与其镜像重叠，这个特性称为手性（chiral）。「左」与「右」化合物存在的化学差异通常会衍生不同的生理特性，例如「左」化合物 S -柠檬烯（ S -limonene）会发出柠檬香味，而其对应的「右」化合物 R -柠檬烯（ R -limonene）的味道像橘子（参见图1）。 

在药物层面，手性不同可影响生死，所以控制药物分子的手性至关重要。不过，不同手性化合物之间的结构十分相似，生产及分离它们均存在极大技术困难。目前所生产的手性化合物大多是结构简单的分子，限制了相关应用。 

由中大化学系 谢应龙教授 及 杨英洋教授 带领的研究团队，透过计算与实验，设计出一种可制备手性卤代螺环分子的新颖催化系统（参见图2）。手性卤代螺环分子的结构复杂，优点是其刚性骨架对药物研发方面十分有用。此外，将卤原子添加到螺环化合物中，可大大提高药物设计之自由度。 

谢教授基于量子力学的计算理论是这套催化系统的为核心。谢教授表示：「由于手性分子结构的计算必须非常准确，导致研发成本十分昂贵。新系统能让我们在不牺牲准确度的前提下，透过巧妙的运算提高效率，在研发时考虑更多现实条件，并将计算结果与实验资料作比较。配合实验和电脑运算，将大大增加未来化学研究及药物开发的可能性。」 

有关谢应龙教授  

谢教授及其研究团队一直利用理论与计算方法研究多个化学题目。他们与杨英洋教授合作，尝试了解「催化剂」如何加快有机反应。 

谢教授于美国史丹福大学（Stanford University）取得博士学位，亦曾于芝加哥大学（The University of Chicago）进行博士后研究。

可浏览以下网址参阅论文的完整版本：
https://www.nature.com/articles/s41929-020-00530-9