重磅！杭高院团队《自然》杂志发表论文

“分子编辑术”破百年困局

这项突破将让药物合成更安全、更便宜

就在今天凌晨，国际顶尖学术期刊《Nature》（《自然》杂志）上线了一篇来自中国年轻科学家团队的重磅成果“Direct deaminative functionalization with N-nitroamines”（N-硝基胺介导直接脱氨官能团化）。这不是一次寻常的发表：从投稿到录用仅一个多月，从投稿到见刊仅不到50天，创下罕见高效的《Nature》投稿纪录；四位审稿人一致给出高度评价，其中辉瑞公司高级研发总监Scott Bagley（斯科特·巴格利）更评价其为“true tour de force”（真正的杰作）。

这项颠覆性技术的背后，是中国科学院大学杭州高等研究院（以下简称“国科大杭高院”）“85后”教授张夏衡带领团队历时三年、数千次实验的执着探索。

这是一场关于“氨基”的革命，也是一次对延续140年工业传统的勇敢挑战。

一块“基础积木” 困住了一代代化学家

你可能从未听过“芳香胺”这个名字，但它早已悄然融入你的生活。它是抗癌药、抗抑郁药、农药乃至新型材料中的常见结构单元，堪称构建现代分子世界的“基础积木”。

然而，一个多世纪以来，化学家们若想改造这块“积木”，却不得不走一条危险又低效的老路：先把它变成一种叫“重氮盐”的中间体。

“这就像用炸药拆墙。”张夏衡教授在接受采访时形象地比喻，“重氮盐极不稳定，震动或升温就可能爆炸。现代化工厂既怕它，又不得不依赖它。”

不仅如此，传统工艺还需大量铜试剂参与反应，产生大量含铜废水——环保成本高昂，三废处理成为行业痛点。一百多年来，科学家们尝试了多种手段改进，但始终未能摆脱这一高风险中间体的束缚。

“我们一直在想：能不能跳过这一步？直接把‘积木’上的氨基拿掉，换上我们需要的官能团？”张夏衡说。这个念头，早在他回国之初就已萌生。

偶然发现的“幸运”

源于三年坚持

科学的突破，常常被描述为灵光乍现的瞬间——但只有真正走进实验室的人才知道，那道光往往诞生于成百上千个黯淡无光的日夜之后。

一次偶然，实验室里一名学生做完实验后发现了一些副产物。按惯例，这些“废品”本该被丢弃，但通过细致的分析后，张夏衡团队发现了它的价值。

其实早在1893年，这种名为“N-硝基胺”的化合物就已经被国外化学家报道过，但它像一个被遗忘的孤儿，没人去深究它的反应潜力。

这个“意外”成了整个研究的转折点。团队迅速意识到：如果能让芳香胺在温和条件下原位形成N-硝基胺，再通过脱除一氧化二氮（N2O）实现C-N键断裂——那不正是梦寐以求的“无爆炸风险脱氨”路径吗？

“灵感有时不是设计出来的，而是‘撞’出来的。”张夏衡笑着说，“我们很幸运，站在了前人的肩膀上，看到了他们没看到的方向。”

接下来近一年时间，团队进行了数百次条件优化，反复验证反应的稳定性与普适性。他们测试了上百种药物分子骨架，包括多氮杂环、稠环体系等复杂结构，结果令人振奋：几乎所有的芳香胺都能高效转化！

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