Regeneron ISEF 2025 最高奖：ISEF 2025 SVK002 CHEM005

我们的研究重点是抗病毒药物，即针对 RNA 病毒疾病的广谱药物。加利地西韦 (Galidesivir) 是一种目前看来是最佳的病毒 RdRp 抑制剂，它引起了我们的关注。然而，由于生产成本高昂（约 5000 欧元/克），这种药物在实践中无法使用。因此，我们决定寻找一种新的创新方法，以更便宜、更快速的方式生产这种分子和其他氮杂碳核苷。经过文献检索和逆合成分析，我们创建了一种新的加利地西韦全合成方法。该方法以廉价且绿色的糠醇为起始原料。然后，糠醇经 6 步转化为关键的氮杂糖前体。反应级联始于受保护糠醇的 Achmatowicz 氧化，产物的双键可以通过两种方式进行二羟基化。关键且最复杂的步骤——氮杂糖环的闭合——是通过与(+)-苄基乙胺进行立体选择性还原胺化而完成的。这为我们提供了关键前体，其对(D)-核糖，甚至是新的(D)-核糖构型的选择性低于95:5 ee。经过三步反应，我们得到了柠檬酸加利地西韦，总产率为35%。我们的研究成果也被用于另一项研究，该研究首次描述了该药物对SARS-CoV-2病毒RdRp突变的IC50值。如果我们的方法应用于工业，生产成本将降低至少625%。我们的合成方法也可能成为开发新药的基础。通过这种方式，我们带来了一种副作用看似很小、具有商业可行性的抗病毒药物，它每年可能挽救数十万死于RNA病毒疾病的生命。