香港大學化學系何健教授率領的研究團隊，與合作夥伴攜手開發出一種嶄新的光驅動合成方法，能夠建構三維分子砌塊，為藥物化學家在設計候選新藥時提供更寬廣的靈活空間。這項突破性技術一方面擴大了可選用的起始材料範圍，另一方面亦能有效遏止不必要的聚合反應，成功克服了現有合成方法所面對的主要瓶頸。相關研究成果已獲國際化學界權威期刊《自然•化學》（Nature Chemistry）刊載。
港大化學團隊開發之光能驅動三維分子構建技術科學示意圖
在藥物分子結構中，苯環可説是最普遍出現的結構單元之一。它具備穩定的化學性質，同時可充當藥物分子的骨架，讓各種化學結構得以在合適的位置上排列。不過，苯環本身呈平面形態，且帶有較強的親脂特性，這種特質有時會令藥物產生不理想的性質，例如水溶性較差，又或者無法與體內的生物靶標形成理想的相互作用。
正因如此，藥物化學家一直積極尋找能夠替代苯環、同時保留相近結構功能的三維分子。在眾多候選之中，雙環[2.1.1]己烷（bicyclo[2.1.1]hexanes，簡稱BCHs）憑藉其緊湊的三維結構，成為備受關注的研究方向。藉助這種結構，研究人員得以進一步調節藥物分子的形狀與性質，有望在溶解度、選擇性以至代謝穩定性等方面帶來改善。
要合成BCHs，其中一個關鍵途徑是將雙環[1.1.0]丁烷（bicyclo[1.1.0]butanes，簡稱BCBs）與烯烴進行結合。BCBs屬於環張力極高的分子，是構建複雜三維結構的重要起始原料。然而，要製備結構多樣化的BCHs一直存在相當大的難度，現有方法不僅可用的起始原料種類有限，還可能觸發不必要的聚合副反應，甚至受到催化劑穩定性的制約。
何健教授團隊與合作夥伴如今開發出一類新型銅(I)光敏劑，能夠藉助可見光驅動上述BCBs與烯烴之間的環加成反應。當銅(I)配合物吸收光能之後，會把能量轉移至其中一種反應物，從而更精準地控制BCH結構的生成。這套新策略除了擴闊起始原料的選擇範圍，亦讓化學家得以更準確地安排不同化學基團在BCH骨架上的位置。團隊更成功實現克級規模的合成，並在所得的BCHs上引入多種官能團，充分顯示該方法在藥物化學及藥物開發領域的實際應用潛力。
對於這項發現的應用前景，何教授表現得相當樂觀。他指出：「我們團隊開發的異配體銅(I)光敏劑，為高效、選擇性地合成BCHs提供了一條新路徑。通過調控銅配合物的三重態能級，我們有效抑制了聚合副反應，並將底物範圍擴展至缺電子烯烴、烯炔、二烯，甚至脂肪族烯烴。這為可持續化學合成以及藥物發現的多樣化開拓了新的可能性。」
