@TedZhou
2025-11-03T02:04:36.000000Z
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科普
副标题：中国团队改写百年制药工艺登顶《自然》，辉瑞盛赞“真正杰作”，新药成本或降50%
在我们的药箱里，无论是抗炎药、抗癌药，还是书架上的新材料、田间的农药，它们的合成都离不开一类基础“积木”——芳香胺。
然而，140年来，全球的化学家和工程师们在“搭建”这些积木时，都像是在“拆弹部队”服役。
他们必须使用一种在1884年发明的“Sandmeyer（桑德迈尔）反应”。这个工艺绕不开一个极其危险的中间体——重氮盐。它极不稳定，对震动、摩擦或温度变化极为敏感，稍有不慎就会引发剧烈爆炸。因此，工业生产必须在0-5℃的“冰水浴”中小心翼翼地进行。
这不仅是一颗“安全炸弹”，更是一颗“环境炸弹”。该反应极其依赖化学计量的铜试剂，每年在全球产生巨量的含铜有毒废水，处理成本高昂，是制药业的百年“梦魇”。
现在，这场持续140年的噩梦，被一支中国团队终结了。
近日（2025年10月底），中国科学院大学杭州高等研究院的张夏衡研究员团队，联合中国科学院上海有机化学研究所的薛小松研究员团队（负责机理计算），在世界顶级期刊《自然》（Nature）上发表了他们的颠覆性解法。
这项成果从投稿到被正式接收，仅用了43天——创纪录的“神速”见证了它的革命性。国际制药巨头辉瑞（Pfizer）的高级研发总监、论文审稿人Scott Bagley盛赞其为“true tour de force”（真正的杰作）。
有趣的是，这场革命的钥匙，来自一次“本该被丢弃”的意外。
故事的转折点，并非来自高深莫测的理论推演，而是一次实验中的“副产物”。据报道，实验室里一名学生在实验后发现了一些意料之外的“废品”，按常规本应被丢弃。但张夏衡团队的细致分析，却让一个沉睡了130多年的“幽灵分子”苏醒了。
它就是N-硝基胺——早在1893年就被首次报道，但此后一直被化学界忽视。
张夏衡团队敏锐地意识到，这个“废柴”分子，正是绕开“化学炸弹”的完美路径。他们开发了一种全新的策略：
如果说传统工艺是在“冰上拆弹”，那新策略就是“在高速路上开车”。它一举实现了三大飞跃：
1. 安全革命：告别“冰桶”与“爆炸”
新方法彻底告别了易爆的重氮盐。化学家们再也无需在0℃的冰水中“瑟瑟发抖”，反应甚至可以在70℃下稳定加热进行。这不仅是拆除了“炸弹”，更是把整个“军火库”变成了“便民超市”。
2. 绿色革命：实现“零金属”污染
新策略最核心的优势之一是“无金属（Metal-free）催化”。它从根源上“戒掉”了对铜试剂的依赖，彻底解决了含铜废水的污染问题，完美契合了全球“双碳”目标下的绿色化工需求。
3. 效率革命：从“分步走”到“一锅出”
传统方法像做菜，得一步步换锅、分离、提纯。而新策略实现了神奇的“一锅法脱氨基交叉偶联”。原料（芳香胺）加进去，中间产物（N-硝基胺）无需分离，直接在同一个反应锅里就能衔接下一步反应，生成最终产物。这极大简化了流程，为工业化生产铺平了道路。
一项技术能否被工业界采纳，关键看它是否“好用”。
张夏衡团队的答案是：极好用。新策略几乎“通吃”所有高难度底物，包括那些传统方法束手无策的“硬骨头”（如间位氨基吡啶），并已成功完成了公斤级的放大试验，收率高达90%。
最直观的例子，是抗炎药依托考昔（Etoricoxib，用于治疗痛风）的合成。采用传统工艺，路线繁琐且昂贵。而利用新策略，可以“一步式”高效合成。据合作企业估算，这条新路线有望使生产成本降低40%至50%！
正如马克斯·普朗克研究所的化学权威Tobias Ritter教授所评价的：“这项工作非常稳健和实用，人们会在论文发表后立即开始使用它。”
张夏衡团队的这一“真正的杰作”，不仅是合成化学领域的一次范式级飞跃，更是为全球医药、农药产业送上了一份“安全、高效、绿色”的大礼。它预示着一个新时代的到来：未来的化工厂将更安全，环境将更清洁，而我们普通人，也可能因此用上更便宜的救命药。