北海道大学 这种新的计算方法能够进行逆合成分析，在以相反的方式提出合成途径之前，先搜索所需产物的分解途径
荣誉:塔米，原始人，前田聪
《化学科学》，2020年5月22日 北海道大学的科学家已经成功合成了一种α，α-二氟甘氨酸衍生物，这是一种α-氨基酸，是基于量子化学计算预测的反应路径
这种将实验化学和计算化学相结合的新方法可以创新新化学反应的发展
除了是我们体内肽和蛋白质的基本成分外，α-氨基酸对我们的日常生活也是必不可少的
它们被用于营养补充剂、食品添加剂和许多其他产品
虽然天然的α-氨基酸可以通过传统的发酵过程廉价地合成，但是可以给肽和蛋白质增加新特性的非天然α-氨基酸通常是通过化学合成来制备的
在《化学科学》杂志上发表的最新研究中，该大学化学反应设计和发现研究所(WPI-ICReDD)的一组科学家专注于α，α-二氟甘氨酸的化学合成，这是一种非天然的氟化α-氨基酸，可以增强分子的代谢稳定性和生物活性。
然而，氨基酸的有效合成方法一直难以捉摸
设计基于传统有机合成的新反应需要大量的实验和错误，以及专家化学家的洞察力
因此，开发创新反应需要大量的时间和金钱
为了克服这个问题，该大学的新研究中心——WPI-ICredd采用了其核心技术——人工力诱导反应(AFIR)法
AFIR是一种计算方法，应用虚拟的分子间或分子内力来执行化学反应路径的系统搜索
该小组应用AFIR方法进行所谓的逆向合成分析，在以逆向方式提出合成途径之前，使用量子化学计算来找到所需产物的分解途径
他们寻找α，α-二氟甘氨酸的分解途径，并选择了一组包括三种简单的碱性化合物——胺、二氟卡宾和二氧化碳
他们的计算预测这三种化合物能够在99年产生目标化合物
99%产量
在对各种反应条件进行微调后，实验化学家成功地合成了α，α-二氟甘氨酸衍生物，产率为80%
“我们最初未能获得目标产品，但我们仍然相信合成是成功的，因为计算预测是如此具体
它鼓励我们继续前进，”该组织的塔米说
“只花了两个月就完成了合成，这比典型的开发过程要快得多
它节省了大量的研究时间，因为计算机可以预测合成目标化合物的可行性及其化学产率
" “AFIR方法有助于进行下一代有机合成，”发明该方法的前田聪说
“我们希望我们的方法能有效地用于生产精细化学品、功能材料和发现新药
“该小组正在建立一个通过AFIR方法发现的途径的数据库，并希望与信息科学家一起使用它来加速新化学反应的发展
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