化学家开发了能够有效合成信息密集分子的框架

由斯克里普斯研究公司的科学家领导的团队开发了一种理论方法，可以简化制造高度复杂，紧凑的分子的过程。

此类分子通常存在于植物和其他生物中，许多分子被认为是开发潜在新药的理想起点。但是，对于化学家来说，在实验室中构建和修饰它们也往往具有很高的挑战性，这一过程称为合成。

该团队使用计算机建模和以“信息密度”概念为中心的理论框架，阐明了化学原理，这些化学原理是2019年具有里程碑意义的分子银杏内酯合成的基础，该分子是在银杏树的叶子中产生的。Bilobalide是一种特别复杂和紧凑的分子，已显示出作为潜在的神经科或精神科药物的希望。

科学家们认为，他们的这项新研究的理论成果发表在《美国化学学会杂志》上，将使化学家能够设计出具有挑战性的天然分子的更有效合成方法，从而有可能开辟一个强大的具有生物活性的化合物的新领域，从而发展成为药物和其他产品。

“当我们最初完成白果内酯的合成时，我们基本上是按照直觉进行的，但是在这项新的研究中，我们深入研究了化学的实际作用，并开发了我们认为可以应用于有机合成中其他挑战的原理，”他说。 Ryan Shenvi博士，Scripps Research的化学教授，该研究的资深作者。

创造有价值的天然化合物

Bilobalide(在银杏树中进化，可能保护其叶子免受昆虫侵害)阻断了一种称为RDL的昆虫神经细胞受体。该分子杀死昆虫但在哺乳动物中似乎相当安全，并在环境中迅速消散的事实引起了人们对安全农作物保护的兴趣。

百洛来利有很强的药用前景，有证据表明它对人类相对安全。它阻断了人类脑细胞受体GABAA受体，该受体是昆虫RDL受体的进化表亲。2007年一项有趣的研究发现，该化合物可以逆转患有模拟人唐氏综合症的神经系统疾病的小鼠的认知和记忆缺陷，而其他研究表明，该化合物可以保护脑细胞免受某些伤害。

尽管天然银杏内酯是由银杏树细胞中的专门酶合成的，但化学家们希望能够通过有机化学技术在实验室中制造它。这样，他们可以获得大量的化合物并对其进行修饰，以探索和优化其性能。

但是，银杏内酯的合成一直是科学家面临的主要挑战，因为该分子将相对复杂的一组原子(包括八个活性氧)堆积成一个奇特且高度紧凑的化学结构。如果他们能够克服这一挑战，化学家将有办法制造具有巨大价值的分子。

Shenvi说：“当您的复杂性浓缩到这种程度时，就会开始看到有趣的紧急特性。”

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