深圳技术大学药学院副教授任之 锐意进取 开创药物研究领域新局面

　　有机合成是指利用化学方法，将单质、简单的无机物或简单的有机物制成比较复杂的有机物的过程。目前，大多数有机物，如药物、农药、树脂、橡胶、纤维、染料、燃料、香料等，都可通过有机合成制得，其中尤以药物的合成具有极大经济效益和社会效益，可谓“化学工业之花”。深圳技术大学药学院副教授任之有13 年有机化学合成经历，以及丰富的计算化学和药物化学研究综合经验，长期从事结合合成和计算的化学方法学研究和药物研究、设计以及合成工作。

　　目前， 任之已在Nature、Nature Chemistry、ChemicalReviews、Journal of the American Chemical Society 等期刊发表高水平学术论文15 篇，是Tetrahedron、Tetrahedron Letters以及Chemical Society Reviews 等杂志的审稿人；主持工业界与学术界联合项目4 项，参与项目6 项；被邀请参加学术会议并发言1 次；美国化学协会会员，美国科学基金会下属碳氢官能团化中心（NSF-CCHF）会员。他的主要研究领域是过渡金属催化的碳氢键官能团化反应，在不对称反应机理研究等方面成绩斐然，2021 年入选深圳市孔雀计划（B 类）高层次人才。在未来的研究中，任之计划在有机方法学和计算化学的基础上，结合人工智能推进新药研发核心技术的发展，从而加速小分子新药的研发。

　　依托碳氢键官能团化反应简化药物合成过程

　　相较于传统化学反应，碳氢键官能团化反应能够使合成更加高效，并可以快速得到一些传统反应难以获得或修饰的化学结构。该类研究目前已经在国际著名药物企业（Merck，Pfizer）中得到普遍重视，并大量应用于相应药物研发的早期阶段。

　　任之于2005—2009 年在厦门大学攻读学士学位；于2009—2011 年在伊利诺伊理工大学攻读硕士学位；于2011—2016 年在德克萨斯大学奥斯汀分校攻读博士学位，师从董广彬教授，从事过渡金属催化的碳氢键活化和官能团化研究工作。2016—2020 年，任之在埃默里大学跟随Huw Davies 教授从事博士后研究工作，主要研究内容是碳氢键官能团化的不对称催化以及药物研发，并在Djamaladdin Musaev 的指导下开展化学机理的计算化学研究。

　　醇是有机化学中常见的化学结构，广泛存在于天然小分子和药物中。然而基于醇的选择性碳氢键官能团化反应很少见，原因是羟基自身的配位能力较差，并且在反应中易被氧化或消除。在德州大学奥斯汀分校工作的期间，任之以第一作者身份成功开发出一系列基于醇的碳氢键官能团化的催化合成方法，这些方法也可以用于药物分子的后期官能团化，从而快速制备一系列的衍生化合物用于药物活性检测。

　　双铑试剂催化的重氮化合物不对称碳氢键官能团化是化学合成中的重要方法。在研究中，任之发现了一种新型的双铑试剂，该试剂展现出极佳的位点选择性和对映选择性，从而可以对环己烷衍生物进行去对称化反应。如此少见的选择性在不对称催化甚至化学合成领域中都具有极高的学术价值和应用价值，因此对其选择性的机理研究就显得十分重要，而卡宾作为一种非常活泼的化学结构，传统的机理研究费时费钱且很难得到令人信服的结果。通过对计算化学的研究，任之成功地对该化学反应进行了建模，成功地解释了其选择性来自催化剂配体上的螺旋手性，并发现该催化剂的工作机理符合诱导契合假说。基于所做出的独立的贡献，任之以第二作者身份将该成果发表在Nature 上。

　　研究新药物研发核心技术

　　有机合成贯穿了新药研发的全过程，是新药研发不可或缺的核心技术。有机合成在先导化合物的制备、优化，并在修饰之后成为潜在药物分子，在动物实验后依据代谢的特点对化合物结构进行调整和进一步修饰。国内药物研发已经从仿制药向新药研发阶段过渡，在这个过程中有大量的国外先进经验需要总结，同时又需要开始探索新的药物研发的方式。国家已经在多个层面上对药物研发进行布局，其中对一类新药的认定更加严格，这无疑让药企有了更大的动力进行新药的研发和创新。

　　现有药物研发技术的核心困难在于预测生物大分子的精确三维结构以及其分子动力学模型的构建，如果能在这些方面有所突破就能彻底改变药物研发纯粹依赖筛选的局面。相关研究已经开展了几十年却没有大的突破，近年来随着人工智能技术的崛起，该问题有望得到部分解决。这样的技术必然导致药物研发能力质的提升，可以更加快速、准确和理性地进行药物分子设计。任之在多个领域的从业经验使其在新技术研发上具有更大的优势，在短期内先在小分子在溶液中的三维结构预测上有所突破，而后逐步实现向多肽和其他更大的分子的三维结构预测进行深入研究。

　　可圈可点的是，任之参与了关于囊肿性纤维化相关药物的研发工作。囊肿性纤维化（Cystic fibrosis）属于一种遗传性的基因突变导致的疾病，导致病人身体中的相关囊性纤维化跨膜转运调节因子（Cystic Fibrosis TransmembraneConductance Regulator，CFTR）无法正常工作。在埃默里大学医学院进行的囊肿性纤维化相关药物研发工作项目中，任之负责合成路线的设计和先导化合物类似物的制备以用于前两轮药物筛选，通过化合物结构的合理修饰研究其构效关系。这些研究经历为任之进行药物研发工作提供了宝贵的借鉴，并引发了他对新药研发过程的思考。

　　自人工首次成功合成尿素以来，有机合成化学已发展了近200 年的时间。在这期间，一代一代有杰出创造力的有机化学家用一种又一种令人惊叹的合成方法完成了一个又一个具有深远影响力的有机分子，将这门学科中科学与艺术结合的力和美演绎到了极致。随着有机化学研究的不断深入，有机化学家已经开始研究针对分子结构进行如同精准编辑一般的合成方法，体现出人类对原子和亚原子级别的世界认识的不断深入。时至今日，有机合成已经成为化学领域中最重要的学科之一，其研究内容渗透到材料、生命、医药、农业、能源、环保等各个领域，在社会文明的发展和人们的日常生活中发挥着非常重要的作用。

　　目前，有机合成化学在药物研发中的作用比以往任何时候都更加重要。能否快速合成先导化合物、候选药物以及最终的药物分子决定着一个药物的上市时间，关系到制药企业的利益和社会福祉。因此，有机合成可以说是药物发现的限速因素（rate-limiting factor）。同时，绿色、安全、可持续并能大规模合成目标分子的新方法能够进一步降低药物生产成本。对此，任之有着深刻的理解和认知，在有机化学合成领域的漫漫长路上，他将求索不殆，为国家医药事业发展贡献自己的光和热。