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合成藥物是按照特定疾病的特性，設計及組合不同的化學成分，這過程與拼砌模型類似。如果某個特殊模型部件無法製造出來，整個設計就不能實現。同樣地，開發新藥物有時需要用上全新的化學結構單位。 

近日，香港中文大學（中大）化學系的研究人員，研發出首個用於製備「手性鹵代螺環化合物」（chiral halo-spiro compound）的新型催化系統。它是一種極具潛力、可用於不同類型藥物的化合物。今次研究將豐富新藥設計的化學「工具箱」，製藥行業將來有更多原材料可供選擇。研究結果已刊登於著名科學期刊《自然催化》（Nature Catalysis）。 

自然界對選擇「左」或「右」有所偏愛 

我們的雙手是互為鏡像，不論怎樣移動及旋轉雙手，都無法令他們的外觀變得一樣；在自然界中，很多化合物均擁有同樣特性。它們的外型十分相似，卻左右不完全對稱，無法透過平移和旋轉與其鏡像重疊，這個特性稱為手性（chiral）。「左」與「右」化合物存在的化學差異通常會衍生不同的生理特性，例如「左」化合物S-檸檬烯（S-limonene）會發出檸檬香味，而其對應的「右」化合物R-檸檬烯（R-limonene）的味道像橘子（參見圖1）。 

在藥物層面，手性不同可影響生死，所以控制藥物分子的手性至關重要。不過，不同手性化合物之間的結構十分相似，生產及分離它們均存在極大技術困難。目前所生產的手性化合物大多是結構簡單的分子，限制了相關應用。 

由中大化學系謝應龍教授及楊英洋教授帶領的研究團隊，透過計算與實驗，設計出一種可製備手性鹵代螺環分子的新穎催化系統（參見圖2）。手性鹵代螺環分子的結構複雜，優點是其剛性骨架對藥物研發方面十分有用。此外，將鹵原子添加到螺環化合物中，可大大提高藥物設計之自由度。 

謝教授基於量子力學的計算理論是這套催化系統的為核心。謝教授表示：「由於手性分子結構的計算必須非常準確，導致研發成本十分昂貴。新系統能讓我們在不犧牲準確度的前提下，透過巧妙的運算提高效率，在研發時考慮更多現實條件，並將計算結果與實驗資料作比較。配合實驗和電腦運算，將大大增加未來化學研究及藥物開發的可能性。」 

有關謝應龍教授 

謝教授及其研究團隊一直利用理論與計算方法研究多個化學題目。他們與楊英洋教授合作，嘗試了解「催化劑」如何加快有機反應。 

謝教授於美國史丹福大學（Stanford University）取得博士學位，亦曾於芝加哥大學（The University of Chicago）進行博士後研究。

可瀏覽以下網址參閱論文的完整版本：
https://www.nature.com/articles/s41929-020-00530-9