科技日報記者 劉霞
卡賓（又稱碳賓）是藥物合成與材料開發的關鍵媒介，其重要性不言而喻，但其合成方法有限。美國俄亥俄州立大學科學家借助鐵催化劑與鋅還原劑的協同作用，將卡賓分子的合成效率提升至傳統方法的百倍，有望緩解抗生素等關鍵藥物短缺的難題。相關研究成果發表于新一期《科學》雜志。
卡賓分子是現代醫學和材料科學中的“明星”。其碳原子最外層存在兩個未成鍵電子，導致這類分子活性極高，不僅易與其他物質發生反應，甚至在水中也會瞬間分解。這種“桀驁不馴”的特性，使得實驗室合成卡賓既危險又困難。
此次，研究團隊先用鐵催化劑“馴服”含氯自由基分子，再通過精密調控，制備出包括多種新型卡賓在內的系列產物。這些卡賓分子會迅速與其他物質結合，形成獨特的三角形環丙烷結構。這種類三角結構分子片段體積小巧，能量狀態特殊，在農藥和醫藥合成中具有重要價值。
該方法在水環境中依然表現優異，這意味著未來或能實現活細胞內精準合成卡賓，為創新藥物靶點開辟新途徑。
研究團隊表示，這種安全高效的卡賓合成技術，有望取代當前繁瑣危險的多步生產工藝。該技術也有望緩解抗生素、抗抑郁藥等關鍵藥物的短缺困境，對心臟病、新冠肺炎及艾滋病治療藥物的產能提升同樣意義重大。為確保這項變革性技術惠及全球，團隊計劃推動其在不同規模實驗室和制藥企業中普及應用。
