β-受体阻滞剂是一类重要的药物分子，广泛应用于治疗高血压、心绞痛、心律失常等心血管疾病。以普萘洛尔的合成为例，萘基缩水甘油醚与异丙胺的开环反应是其最常见的合成策略之一。然而，现有催化体系普遍存在反应时间长、转化率低、存在副产物及分离纯化困难等问题，因此，开发一种高效、绿色的催化合成方法，在室温条件下实现快速、高效的普萘洛尔连续流动合成具有重要研究意义和应用价值。

生物酶催化剂得益于酶分子通道的限域作用，使其可以实现快速、低能耗、高转化率、高选择性的化学合成。受此启发，中国科学院理化技术研究所张锡奇研究团队基于江雷院士提出的“量子限域超流”理论，发展了仿生膜催化流动化学合成技术，在室温条件下实现了快速高效的Knoevenagel缩合反应（Matter, 2023, 6, 1173-1187）、阿司匹林合成（Adv. Mater., 2024, 36，2310954）、特异选择性环氧化物开环（Adv. Sci., 2024, 11，202308388）及高立构规整性丙烯酸苄酯单体聚合（J. Am. Chem. Soc., 2025, 147,12150−12161）。将仿生膜催化流动化学合成技术应用于普萘洛尔合成，有望提升反应效率、减少副产物生成并简化分离纯化流程。

为此，研究人员构建了胺功能化氧化石墨烯（NGO）膜反应器，结合膜层间距调控及反应物摩尔比优化，在23 °C条件下实现了≈100%转化率，≈100%选择性的普萘洛尔定向流动合成，反应时间<4.63 s。密度泛函理论计算表明，调控NGO膜层间距可促使反应从热力学控制向动力学控制过渡。进一步将底物范围拓展至美托洛尔、比索洛尔、吲哚洛尔及萘哌地尔，实现了多种β-受体阻滞剂药物的室温、高效流动合成。该研究为药物分子的仿生低能耗、高效合成提供了新的思路，并进一步拓展了仿生膜催化流动化学合成技术的应用范围。

相关研究成果以Research Article的形式发表在Matter杂志上，文章的通讯作者为理化所张锡奇项目研究员，第一作者为理化所博士生傅江玮、李响及贺冠迪。该工作得到了理化所江雷院士的悉心指导，华南师范大学彭导灵教授在理论计算方面提供了重要支持。这项工作得到了国家重点研发计划（2021YFA1200402）、北京市自然科学基金（2252057）和国家自然科学基金（52373219、21988102）等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102243

图1. NGO膜反应器的制备及性能对比

图2. NGO膜层间距调控及反应机制

图3. NGO膜反应条件优化及性能比较

图4. 底物范围拓展