在有機化學研究中，立體化學編輯（Stereochemical editing）一直是個重要且很有挑戰性的課題。它的目標是將易取得的化合物轉變成稀有且高價值的產物，這個過程涉及改變分子中特定原子或基團的空間排列，而不改變其化學成分。傳統上，科學家們主要透過兩種方法來提升立體選擇性：底物控制（substrate control）和催化劑控制。底物控制就是給分子加上保護基，讓反應只能從特定方向進行；而催化劑控制就是使用特別形狀、構形的催化劑。這些方法都是透過減少副反應來提高選擇性。然而，當一個分子有多個相似的反應位點時（比如糖類的羥基），以上方法就顯得力不從心了。為了解決這個問題，研究人員提出了一種新策略，稱為「網絡控制（network control）」。這種方法不是試圖簡化反應，而是巧妙地利用反應網絡中各個步驟之間的相互影響。網絡控制的重點在於，它能在不需要精確控制每個反應步驟的情況下，實現高度選擇性，為設計更複雜的分子開闢了新的道路。

近日，美國麻省理工學院的研究團隊將網絡控制這一新概念應用於六碳糖（hexoses）的光化學異構化反應中。他們使用簡單的光催化劑系統，成功地將常見的葡萄糖轉化為稀有的阿洛糖（allose），並且透過調整反應條件，他們能在單一步驟中高選擇性地獲得8種異構物（glucose、mannose、galactose、allose、altrose、talose、gulose、idose）中的6種（除了altrose和gulose以外的6種）。可以把這個過程想像成在一個由8個糖分子（節點）和12個反應途徑（邊）組成的網絡。研究人員發現，高選擇性並不是來自於某個更有優勢的反應步驟，而是網絡中所有反應速率之間的巧妙配合和控制。這種控制可以分為兩種情況：短反應時間的「瞬態控制（transient control）」，類似於傳統的動力學控制；長反應時間的「漸近控制（asymptotically controlled）」。漸近控制雖然在表面上類似於熱力學控制，但實際上有很大不同。在傳統的熱力學控制中，反應最終會達到平衡，產物分布主要取決於各個產物的相對穩定性。但在這個光化學異構化系統中，即使在長時間反應後，產物分布並不單純由最穩定的糖分子決定。相反，它是由整個反應網絡中所有反應路徑的速率共同決定的。這表示，透過調整不同反應的速率，研究人員可以引導反應朝向特定的產物，即使該產物在熱力學上不是最穩定的。研究人員表示，這項研究不僅展示了如何利用多個反應速率之間的相互作用得到高選擇性產物，也為設計更複雜的分子提供了新思路。