中國科學家近日發表在《自然》雜志上的一篇論文，在社交媒體上收獲了空前的關注。有知名科普博主直言：“第一次看到有機化學上熱搜！”
投稿僅一個多月就被《自然》接收，4位審稿人一致通過；用看似最簡單的方法，解決了困擾領域140年的重大難題；有望將某些藥物中間體的生產成本降低40%至50%，并實現噸級綠色生產……一連串亮點，讓這篇論文的吸睛指數直接拉滿。
與此同時，各種網友喜聞樂見的“內幕”“趣聞”也開始迅速流傳：“本科生加錯試劑/偷懶省略步驟，意外導致重大突破”“亂拳打死老師傅”“拿下Nature全靠命大”……還有人盛贊這是“真正的諾獎級成果”。
輿論喧嘩中，中國科學院大學杭州高等研究院于11月7日召開科技成果交流會，論文主要通訊作者張夏衡對這項工作的研究歷程和大眾關注的問題進行了詳細地闡述和回應。張夏衡表示，他們的研究歷程并沒有夸張的戲劇性，科學突破的背后是海量的工作和細致的分析，“你如果粗心大意，就不可能有這樣的發現”。
全世界都在追尋的科學目標
問：有機化學領域的研究成果在社會范圍內引起這樣的廣泛關注并不常見，能否結合研究背景給我們講講，這項工作為什么如此引人注目？
張夏衡：
在我們制造藥物、農化產品等工業化過程中，芳香胺是一個重要中間體。如果你學化學，那么大學教科書上就會學到著名的Sandmeyer反應：把芳基重氮鹽轉變成芳基鹵代物，進而應用在各大領域，其中所使用的芳基重氮鹽則由芳香胺制備而來。全世界的工廠每天都在用這個反應，但它存在易爆炸風險和重金屬銅環境污染等問題。企業用這些傳統方法進行生產，往往難以得到理想的收益。
因此，尋找更優合成技術，利用化學性質更穩定且廣泛易得的芳香胺作為起始原料直接鹵代，不光是我們追尋的科學目標，全球最頂尖的科學團隊也都在追尋。去年，一位頂級科學家——德國馬普煤炭研究所所長Tobias Ritter在《科學》雜志上發表了更安全的Sandmeyer改良方法，對領域起到了重要的推動作用，然而該反應體系仍然無法避免經過芳基重氮鹽過程，且無法解決反應體系中需要加入大量銅所導致的潛在重金屬污染問題。
張夏衡在科技成果交流會作報告（杭高院供圖，下同）
這篇《科學》論文發表時，我們有的同學很擔心文章會不會發不出去了。我說沒關系，因為我們的方法是從底層上改變了邏輯。我們用芳香胺加一點點硝酸，就可以在反應體系中瞬態形成一個名為N-硝基胺的中間產物。這個中間體不會在體系中累積，一旦產生就會馬上變成我們所需要的物質，這讓整個工業流程的爆炸風險大大降低了。
更讓我們驚喜的是，芳胺中的C-N鍵，可以輕松轉換為構建藥物所需的各種關鍵連接（C-Br、C-Cl、C-C等）。鑒于該脫氨過程無需使用過渡金屬銅，我們還發展了一鍋法脫氨交叉偶聯策略，只需在脫氨反應中間體中直接加入相應的偶聯試劑組合，即可通過“一鍋兩步法”得到一系列所需要的重要骨架。也就是說，這個方法簡便、環保、價格低廉，還具有很高的廣譜性。
當然，我認為Sandmeyer反應也是一個很好、很經典也很成熟的反應。只不過當你用這個反應行不通的時候，可以考慮使用我們的方法。我認為我們的直接脫氨法和經典反應形成了一種非常好的互補。
問：這項成果發表后，是否有一些企業來聯系您呢？
張夏衡：
很多，可能超過10家了，其中不乏上市藥企。這項成果本來就是和我們合作的企業在實際工業化生產中聯合攻關取得，現在國家提倡新質生產力，很多企業都有工藝路線更新迭代和優化的需求，希望和我們進行合作和探討。
問：一些媒體稱，你們發這篇論文，是把價值千億的秘方“免費”送給全世界，是這樣嗎？
張夏衡：
我們這個技術是有申請專利保護的，文章里面也注明了專利的申請。如果學術使用是無償的，若是商業使用，則需要我們授權。
不是“歪打正著”！3年攻關，幾次險些放棄
問：關于這項研究，網上流傳著很多千奇百怪的“故事”，如歪打正著、大鍋亂燉等。能講講你們真實的故事究竟是怎樣的嗎？
張夏衡：
我們團隊一直致力于做脫氨反應的研究。芳香胺脫氨的課題最早開始于2022年，正當我們進行探索之時，剛好和我們產學研合作的一家企業邀請我們去參加交流合作活動。當時他們正在通過傳統的Sandmeyer反應做一個200多噸的醫藥中間體合成路線開發。除了眾所周知的重氮鹽爆炸風險外，還需要在體系中加入大量的銅試劑，這樣處理含銅廢水的支出甚至會遠遠高于原料價格。
我一聽，更堅信了自己所選課題的意義：不光是發論文，更是要解決生產中實際遇到的問題。
2022年底，我們和企業一起發現了N-硝基胺在體系中的存在。當時它在體系中含量只有百分之幾，一般認為是“副產物”。但我相信，所有副產物都有可能成為“主產物”。于是我讓學生針對這個化合物做了單晶衍射的分析，確證了化合物的化學結構。根據這個線索，我們開始查找文獻，原來早在1893年，德國慕尼黑的一位科學家就已經報道過這個物種了，但是一直沒人對它的化學反應進行全面探索。我想這里面可能蘊藏著一些機會，就開始對它的反應性進行研究。
其間我們也遇到很多挫折，幾次險些放棄。學生看到隔壁實驗室的同學都拿獎學金了，而自己兢兢業業三四年還沒有成果，很著急。我只能不斷地鼓勵他們：一旦做出來，這將是一項具有國際影響力的成果。當我們把新的結構和新的反應探索出來后，大家都歡呼起來。
張夏衡（中）指導學生
那是2023年初的時候，我趕緊向俞飚院士匯報了這項發現。俞老師說這個發現意義重大，鼓勵我們堅持下去，于是我投入了更多博士、博士后加入進來做這個項目。到2023年底，我們把底物做完了。這個時候其實就可以發表論文了，但我們還想把工業應用這部分做扎實。企業先幫我們做成了公斤級的測試，現在他們還在做百公斤級的測試。
與此同時，我們又花了整整一年的時間去研究這個反應的機理問題。除了相關實驗佐證外，我們和中國科學院上海有機化學研究所薛小松老師團隊就理論計算等工作進行了合作，從理論上更好地理解我們的化學。同時在中國科學院上海有機化學研究所分析測試中心王昊陽老師團隊的幫助下，成功檢測并確證反應體系中一氧化二氮的產生。我們意識到，這個反應和傳統機制完全不同，也不需要額外加入重金屬——這是一條全新的路線。
問：我們知道，這項工作得到了輝瑞公司高級研發總監Scott Bagley的高度評價“true tour de force”（真正的杰作）。除此之外，你們還收獲了哪些業內反饋？
張夏衡：
這篇論文10月28日發表后，當天就收到了國內外同行專家們的祝賀信。我的博士后導師、諾貝爾化學獎得主David MacMillan第一時間給我發來了E-mail，說這個反應肯定會有超多人去用。
美國《化學化工新聞》（Chemical & Engineering News）雜志第一時間也對我們進行了采訪，之前提到的德國科學家Tobias Ritter也在該報道中對我們的工作進行了深度點評。他說：“這是那些稀有論文之一。你一發表，人們立刻就能使用它，而且一定會使用它。”
如果粗心大意，不可能有這樣的發現
問：這項研究在社交媒體上的討論熱度非常高，甚至有網友認為這是“諾獎級”的成果。請問團隊是否預見到這樣的公眾熱度，怎么看待這波洶涌的“流量”？
張夏衡：
我很感謝網友突然之間對我們這個成果的關心和厚愛。我每天大多數時間都待在實驗室，從早上8點半到晚上11點，一周6、7天都是如此，最多工作之余去西湖邊走走，平時也不怎么上社交媒體，因此我最初并沒關注到這個熱度，后來還是別人轉發給我，我才知道的。
至于有些網友把這個工作和諾貝爾獎聯系在一起，我想大家可能對諾貝爾獎有一些誤解。目前我們只是完成了初步的理論研究和實驗室規模驗證，而一項實驗室規模的成果在發表初期，和諾貝爾獎是扯不上關系的。它的應用潛力還需要各位感興趣的工業界專家進一步研究和推廣，這個長期積累、驗證的時間維度可能需要跨越幾年，甚至幾十年。
我想這么多人關注我們的成果，也有些機緣巧合。隨著國家對科學研究的重視，這些年我們國家產出了很多原創的、非常重要的成果，這些都是我們學習的榜樣。
張夏衡（左三）團隊合影
問：有沒有想過，這樣的發現、這樣的機遇為什么會讓你們碰上？
張夏衡：
我從2021年回國，成立獨立實驗室到現在，一直深耕含氮類化合物多樣性轉化這個方向，做了很多積累。我們團隊是通過對整個反應的理性分析，花精力去捕捉每個現象，經過上千次的實驗嘗試，才最終篩選出了這個反應。這個過程并沒有什么戲劇性。事實上，你如果粗心大意，就不可能有這樣的發現。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09791-5
本文鏈接：本科生加錯試劑拿下Nature？論文作者首次回應眾多傳聞http://www.sq15.cn/show-11-28043-0.html
聲明：本網站為非營利性網站，本網頁內容由互聯網博主自發貢獻，不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任。天上不會到餡餅，請大家謹防詐騙！若有侵權等問題請及時與本網聯系，我們將在第一時間刪除處理。
下一篇： 綠色環保新工藝通過科技成果評價