破解80年化学谜题：药物生产方式或迎来革命性突破

该发现将为制备单一手性的复杂分子开辟更快速、更清洁、更具选择性的新途径。

圣安德鲁斯大学的研究人员宣布，他们找到了破解一道困扰学界80年化学谜题的关键钥匙，这一突破可能对精细化学过程（如药物制造）产生深远影响。研究团队揭示了一种长期难以捕捉的分子"重构"机制，这项成果攻克了化学领域最持久的挑战之一，有望彻底改变药物的生产方式。

研究人员强调，手性分子具有不对称性，与其镜像不可叠加。这类分子存在"左手性"和"右手性"两种形式，往往仅其中一种具有所需的化学或生物活性，另一种则可能产生不良副作用。团队通过实验室实验与量子化学计算相结合的方法，首次为著名的"[1,2]-维蒂希重排"反应找到了控制手性的新路径，这将深刻影响药物生产与先进材料等领域的选择性化学反应设计。

研究指出，该反应虽在80多年前就被发现，能选择性地重组分子内原子，但因难以预测和控制，长期以来几乎无法实际应用。据新闻稿透露，圣安德鲁斯大学与巴斯大学的合作团队发现：催化剂首先引导分子经历初始不对称重排以确定其"手性"，随后会发生一种以往未被识别的、能维持分子手性的分子重构过程。

论文首席作者、圣安德鲁斯大学的安德鲁·史密斯教授表示："这项发现彻底改变了我们对重排反应中立体化学的理解与控制方式。"该突破将为制备单一手性的复杂分子开辟更快、更清洁、更具选择性的道路，其应用涵盖新药研发与先进材料等领域。巴斯大学联合负责人马修·格雷森博士补充道："我们的发现基于曾被化学界认为不可实现的机制路径，为新型不对称转化打开了大门。"

多年来，化学家始终未能使[1,2]-维蒂希重排反应生成具有单一目标手性的分子。该反应过程中似乎会完全丧失手性控制，因而无法用于精密化学合成。尽管其潜力巨大，该重排反应在现代不对称催化领域一直被视作不可行的技术。

研究团队通过精密实验与量子化学计算重新审视了这一历史难题。他们以前所未有的精度分析反应过程，发现其并非如传统认知的单一简单步骤，而是经历级联事件：首先催化剂引导分子完成确立手性的不对称步骤，随后发生先前未被察觉的分子微妙重构，这一过程能维持而非破坏已形成的手性。

这种隐藏的重构机制正是破解谜题的关键。早期科学家曾假定重排启动后所有手性信息都会丢失，而新研究证明在适当条件下，分子能在保持三维取向的同时完成自重组。这一发现不仅解释了数十年的失败尝试，更展示了可靠控制该反应的方法。

此项突破具有双重重要意义：从理论层面改变了化学家对重排反应与立体化学控制的认知；从实践角度为高效、选择性构建复杂手性分子开辟了新合成方法。这对于需要精密分子设计的药物研发、先进材料及农用化学品开发等领域尤为关键。

在破解这道跨越80年的化学谜题时，研究团队不仅回应了长期存在的理论问题，更拓展了现代化学的工具箱。他们的成果证明，以现代技术重审经典反应能够揭示隐藏机制、催生革命性进展——即使看似成熟的科学领域，仍可能蕴藏着惊人的奥秘。

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