β-受體阻滯劑是一類重要的藥物分子，廣泛應用于治療高血壓、心絞痛、心律失常等心血管疾病。以普萘洛爾的合成為例，萘基縮水甘油醚與異丙胺的開環反應是其最常見的合成策略之一。然而，現有催化體系普遍存在反應時間長、轉化率低、存在副產物及分離純化困難等問題，因此，開發一種高效、綠色的催化合成方法，在室溫條件下實現快速、高效的普萘洛爾連續流動合成具有重要研究意義和應用價值。

生物酶催化劑得益于酶分子通道的限域作用，使其可以實現快速、低能耗、高轉化率、高選擇性的化學合成。受此啟發，中國科學院理化技術研究所張錫奇研究團隊基于江雷院士提出的“量子限域超流”理論，發展了仿生膜催化流動化學合成技術，在室溫條件下實現了快速高效的Knoevenagel縮合反應（Matter, 2023, 6, 1173-1187）、阿司匹林合成（Adv. Mater., 2024, 36，2310954）、特異選擇性環氧化物開環（Adv. Sci., 2024, 11，202308388）及高立構規整性丙烯酸芐酯單體聚合（J. Am. Chem. Soc., 2025, 147,12150?12161）。將仿生膜催化流動化學合成技術應用于普萘洛爾合成，有望提升反應效率、減少副產物生成并簡化分離純化流程。

為此，研究人員構建了胺功能化氧化石墨烯（NGO）膜反應器，結合膜層間距調控及反應物摩爾比優化，在23 °C條件下實現了≈100%轉化率，≈100%選擇性的普萘洛爾定向流動合成，反應時間<4.63 s。密度泛函理論計算表明，調控NGO膜層間距可促使反應從熱力學控制向動力學控制過渡。進一步將底物范圍拓展至美托洛爾、比索洛爾、吲哚洛爾及萘哌地爾，實現了多種β-受體阻滯劑藥物的室溫、高效流動合成。該研究為藥物分子的仿生低能耗、高效合成提供了新的思路，并進一步拓展了仿生膜催化流動化學合成技術的應用范圍。

相關研究成果以Research Article的形式發表在Matter雜志上，文章的通訊作者為理化所張錫奇項目研究員，第一作者為理化所博士生傅江瑋、李響及賀冠迪。該工作得到了理化所江雷院士的悉心指導，華南師范大學彭導靈教授在理論計算方面提供了重要支持。這項工作得到了國家重點研發計劃（2021YFA1200402）、北京市自然科學基金（2252057）和國家自然科學基金（52373219、21988102）等項目的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102243

圖1. NGO膜反應器的制備及性能對比

圖2. NGO膜層間距調控及反應機制

圖3. NGO膜反應條件優化及性能比較

圖4. 底物范圍拓展