呋喃（furan）和吡咯（pyrrole）是兩種常見的五元雜環化合物，它們的結構幾乎相同，唯一的差異在於環上的一個氧原子（呋喃）和氮原子（吡咯）。這樣微小的原子差異會極大地影響它們在天然物、藥物和農用化學品中的活性。舉例來說，呋喃化合物若轉換為對應的吡咯化合物後，會使其在SAR（structure-activity relationship，結構-活性關係）研究中展現出不同的藥物活性。然而，由於熱力學的限制，這樣的氧、氮原子交換並不容易發生，尤其是在溫和條件下。雖然科學家早在1930年代就觀察到呋喃能在450°C的高溫下與氨氣作用而轉換成吡咯，但這樣的高溫條件會破壞大多數有機分子的結構。後來也有科學家利用汞蒸氣燈照射的方式，將呋喃與正丙胺反應來合成吡咯，但是產率極低，僅有1-3%。簡而言之，呋喃轉換成吡咯的反應需要耗費大量能量，而需要大量能量的主要原因在於電子極性不匹配（呋喃和胺基化合物都是親核基團，兩個同性相斥的基團很難在常溫下進行反應）。

近日，韓國科學技術高等研究院的研究團隊，成功研發出一種光催化策略，能在室溫下將呋喃轉化為吡咯。他們使用藍光LED（波長456奈米）照射光催化劑，使其進入激發態並氧化呋喃，這個氧化過程會使呋喃失去一個電子而暫時帶正電荷。此時，呋喃的電子極性發生反轉，從原本的親核基團變成親電基團，讓它能夠與胺基順利進行反應。研究團隊發現，這種在室溫下進行的溫和反應，不僅對各種胺基都展現出很好的相容性，也能使含有複雜取代基的呋喃順利轉換成相對應的吡咯，而且反應的副產物只有水分子。他們還進一步將這個方法應用在藥物分子和天然產物的後期修飾上，例如成功將咖啡豆中具有抗癌活性的cafestol acetate轉化為其吡咯衍生物，同時也將具有利尿藥效的furosemide轉化為其吡咯衍生物。研究人員表示，該實驗成果有助於科學家快速合成藥物分子。