国科大杭州高等研究院发表最新Nature论文：破解芳香胺百年应用难题

onion0201

子虚乌有 发表于 2025-10-31 09:18
对了，这几天我看小视频说打了mrna疫苗，新冠的，不容易得癌症是真的吗

没错兄弟，mrna都是外国货高级得很。如果你打了国产灭活疫苗那马上肺结节就变肺癌，打了其他的国产疫苗还会得一身病。

qhlixpfh

nosmokingsp 发表于 2025-10-30 18:06
很多化学方面的重大发现都是瞎基吧做而发现的吧

我觉得瞎几把做实验把自己弄死的概率更大

Lewismain

前三脚猫化竞选手研究了一下，依稀有点印象。
这就是我搞化竞的时候最喜欢有机的一点了：只要结果对，怎么着都能讲出道理来。
也是本科之后最讨厌有机的一点：有无数条路径通向无数个结果。

nyix

这不搞个诺贝尔化学奖

takami

qqwliao 发表于 2025-10-31 00:39
那肯定是先申请专利再发文章啊，又不是每个人都有suzuki老爷的觉悟

—— 来自 vivo V2436A, Android 15, ...

倒也有不少傻逼学生来问，为啥驳回意见里的对比文件是我的论文啊

hxy8241

qqwliao 发表于 2025-10-31 00:39
那肯定是先申请专利再发文章啊，又不是每个人都有suzuki老爷的觉悟

—— 来自 vivo V2436A, Android 15, ...

申请不了的，专利对这种基本反应很难保护，因为很容易绕过。不发文章保密起来还有点可能，那就怕被别人发了。
因为专利保护的流程很容易绕过，西大才搞了分子式专利，这个反应也很难申请这种。

LilyWhite

河水 发表于 2025-10-30 18:55
不懂学术届，这个N刊一作可以让这三名学生到什么境界

—— 来自 Realme RMX1901, Android 11, 鹅球 v3.5.9 ...

就凭这一个反应够他们三个一辈子躺平都能穷奢极欲了

LilyWhite

ninomo 发表于 2025-10-31 10:23
不是…命只有一条啊，芳胺硝化硝酸能随便放的嘛q，还是有思路才做的吧
不然署名带上学生是感谢不杀之恩吗 ...

化学搞出新反应来肯定要感谢各助手不杀之恩啊

仟音一心

adw667 发表于 2025-10-31 10:05
化学：试试就逝世

Chem is try。

幽远ghofar

https://hznews.hangzhou.com.cn/k ... content_9111717.htm

重磅！杭高院团队《自然》杂志发表论文
杭州网  发布时间：2025-10-28 09:59   
“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！

“分子编辑术”：

一键替换，像改写代码一样改造分子

面对百年困局，张夏衡团队交出的答案，简洁得惊人。

他们开创的“直接脱氨”策略，就像是一场温和而精准的“分子手术”：科学家们无需再借助危险的“重氮盐”作为中介，而是直接在芳香胺这块“基础积木”上操作，像使用“查找与替换”功能一样，将稳定的C-N键，轻松转换为构建药物所需的各种关键连接（C-Br、C-Cl、C-C等）。更重要的是，整个过程平稳可控，没有危险中间体积累。张夏衡笑称：“一个普通药厂的工人，看了我们的配方就能操作。”

更令人惊叹的是，这项技术几乎适用于所有类型的药物分子结构。“就像一个万能接口，不管分子长什么样、氨基在哪个位置，我们几乎都能‘接上’想要的官能团。”张夏衡说。

正因如此，这项技术展现出巨大的产业价值。“有企业愿意花重金购买专利，”张夏衡坦言，“但我们选择了公开发表。因为科学的价值在于共享，尤其当它关乎安全与可持续时。”

目前，该方法已在多种药物分子修饰中验证成功，团队已经与一些药企对接，将其应用于抗癌药物中间体的合成。据估算，新技术有望将某些药物中间体的生产成本降低40%至50%，并实现吨级绿色生产。

从烧瓶走向工厂，这条路正在铺平。

而未来，或许每一粒更安全、更廉价的药片背后，都藏着这场静默却深刻的“分子革命”。

扎根杭州：一群青年科学家的绿色理想

作为国科大杭高院2021年引进的首位“海外优青”，张夏衡自美国普林斯顿大学师从诺贝尔奖得主戴维·麦克米伦（David MacMillan）归来后，便立志要做“真正能走出实验室、服务产业”的研究。

“杭州不仅有西湖，更有蓬勃发展的生物医药生态。”他说，“杭高院鼓励我们对接企业，在走访中我们发现，很多药企都在为重氮工艺的安全隐患头疼——这恰好与我们的研究方向不谋而合。”

三年磨一剑。此前，他已在《Nature》发表两篇重要论文，此次第三篇正刊上线，标志着他在绿色合成领域的持续深耕迎来里程碑式突破。

当被问及“什么是你心中理想的化学”时，张夏衡沉思片刻，答道：“我希望未来的合成，不再是蕴含潜在风险的操作，而是像搭积木一样安全、清洁、可预测。化学不该伤害人，也不该伤害地球。”

这句话，或许正是这项研究最深刻的注脚。

在“双碳”目标成为全球共识的今天，绿色化学正从理念走向刚需。张夏衡团队的技术不仅避免了爆炸风险，更大幅削减了重金属污染与三废处理负担，为化学工业的绿色转型提供了一条清晰、可行的路径。

今天，《Nature》的在线页面点亮了一项属于中国青年科学家的荣耀。但对张夏衡和他的团队而言，这并非终点，而是新征程的起点。他们正聚焦于绿色药物合成、可见光催化、活性分子精准修饰等更多前沿方向，继续推动实验室技术走向产业化。

百年前，人类用烈性炸药般的重氮化学敲开了芳香环功能化的大门；百年后，在西子湖畔，一群年轻的中国科学家用智慧与坚持，点燃了一盏更安全、更清洁的灯。

这束光，源自实验室的方寸之间，照亮的却是通往可持续未来的宽阔大道。

我是一开始就觉得这个发现肯定有其偶然性存在，但绝对不是什么“学生不顾安全规范随便往里面怼硝酸和盐酸误打误撞弄出来的”

myron_cloud

LilyWhite 发表于 2025-10-31 13:28
就凭这一个反应够他们三个一辈子躺平都能穷奢极欲了

那倒也不至于，大概够顺利毕业+国内非顶级985就业…穷奢极欲还差得远…

rap72

幽远ghofar 发表于 2025-10-31 14:23
https://hznews.hangzhou.com.cn/kejiao/content/2025-10/28/content_9111717.htm

这吹得，作者团队23年底就申请发明专利了

—— 来自 鹅球 v3.3.96

KevinGraham

yuialon 发表于 2025-10-31 11:23
副教授板上钉钉了吧，评教授也就差个时间，后面经费项目可以拿到手软

一篇正刊现在拿C9副教授都不算稳

谎称

红炉灰

我也转发一下聊天记录
这个确实不是瞎来的，是看老文献挖宝


—— 来自 samsung SM-S9110, Android 16, 鹅球 v3.5.99

lwwkeep233

不明觉厉，反正就是国运昌盛，什么重大发明创造都出来了

obulis

为什么2025年还有人信“手滑”/“材料学是这样的”，而不是信靠敏锐的洞察大胆的猜想科学的实验得出的结论呢？
是不是都是lk99的信徒，信奉科学都是靠蒙的？靠信徒献上信仰力才能成功的？

obulis

想起了当年的lk99
“材料学就是炼丹”
“互联网科研是一种新的高效的科研方式”
“虽然我不懂，但我希望它是真的”
什么同行审议，不过是学阀打压的借口
科学的进步不是靠科研工作者的努力，是靠信徒的信仰之力抬上去的是吧

若智

克苏鲁系青骑士

从古老文献中解读出了全新的魔法！只有这种时候才会觉得科学真有趣

土狼菌

果然不可能都是学生1作

阿菠萝13

化学界的屠呦呦啊

symic411

在知乎上看到的评价，我还是比较认同的。不错的工作，但是离真正的工业化应用还有很长的路要走，现在就大肆吹嘘诺奖级发现有点半场开香槟的意思了。当然我现在是做化工的不做药，可以当我放屁。

还有就是第一次看见审稿人自爆身份的有媒体给这个Scott Bagley冠的title是辉瑞的高级研发总监，这就是欺负大家对MNC的title不熟悉了吧。LinkedIn上他现在是Associate Research Fellow，换成管理岗的话类似副导演vice director，放ymkd我觉得可能就是副主任这个等级了，手底下可能有十来个小兵老兵干活，跟大众想象中的“高级研发总监”差距还是挺大的看他没PhD能升到这个级别，推测主要是在那儿干了32年资历深升上去的。放现在药化或者有机的PhD的话，顺利一些基本十来年就到这个位置了。

蔺无双

一堆基金支持，还有计算团队支援，怎么可能是偶然瞎搞弄出来的，只能说是获得了灵感吧

symic411

海豹墨鱼卷 发表于 2025-10-31 10:30
查了一下，2025年全球芳香烃市场规模达749.81亿元（人民币），中国芳香烃市场规模达205.82亿元。
25年没查 ...

芳香烃市场和这个反应没有关系，这就不是一类东西...芳香胺市场规模不知道你在哪查的，但是和这个反应也没关系...因为芳胺生产最多的是苯胺，苯胺下游最大的用途是做MDI然后做聚氨酯，也不涉及这个反应你看就连宣传稿里说的最多的也是对制药的利好，虽然这个基本上也是扯淡...毕竟药物开发流程里一个反应条件的优化几乎可以说是最不重要的了

断头伯爵

转贴
https://www.zhihu.com/question/1 ... 1967584502332232540

做一点针对业外人的简单科普

传统芳香胺的处理大概分两步，第一步是重氮化


别看这么大一坨很复杂，实际上就是第二行加酸加盐变成最后一行，最后一行里面四个是共振式，代表同一种物质

第二步是把重氮化盐转化为对应产物


常见重氮盐转化途径

文中提到会产生大量铜废料，这其实就是右边这一系列反应——主要就是桑德迈尔反应。虽然高中化学里教我们催化剂反应前后不变，但实际上在工业生产中，受到环境、结构这些因素的影响，催化剂的形态和结构经常会发生变化，导致它失活、没法继续用，最后就只能作为废铜排出，这也构成了一大块成本。

先不说具体机理，这个反应的形式是重氮基从苯环上脱下来，变成氮气。你想，生成氮气的反应，反应热不会低还迅速产生气体，一不小心就容易炸，这可不是闹着玩的。所以一般都得在低温下小心翼翼地操作，容器稍微磕碰一下、或者静电都有可能引发爆炸，崩一脸不是开玩笑的。因此现在大多数是小批量人工合成，或者用间歇釜一釜一釜地做，产量虽然还行，但效率低、操作也麻烦。至于微通道反应器，那成本更是高得离谱。

真要工业化生产，那更复杂，设备一大堆，审批手续茫茫多，基本成了各国环评重点“关照”的对象。所以评审人里有辉瑞的高管看到这类成果会特别激动，也完全可以理解。

而新方法跳过了重氮化这一步，等于直接把爆炸风险给降下来了。虽然氮氧化物作为副产物还是挺难绷，浓混酸也不省心，但怎么说呢——浓混酸和爆炸毕竟是两码事，至少多了一条新路子，总归是进步嘛。


这一系列反应可以往几乎任意希望的方向跑，所以药物应用非常广泛

所以这是个非常好的工业方法，但是在现有评价体系里很难去定义它

不过建议物理系倒查一百年，没准《八十亿疯狗出笼》是真的呢（狗头）

lactone

symic411 发表于 2025-10-31 17:01
在知乎上看到的评价，我还是比较认同的。不错的工作，但是离真正的工业化应用还有很长的路要走，现在就大 ...

mof都能诺奖，这个诺奖不是一点问题也没有。

诺奖本身就要招照顾化学各个领域的平衡，保守说，最近二十年的方法学领域的突破没有比这个更大的了。



—— 来自 vivo V2505A, Android 16, 鹅球 v3.5.99

仟音一心

symic411 发表于 2025-10-31 17:01
在知乎上看到的评价，我还是比较认同的。不错的工作，但是离真正的工业化应用还有很长的路要走，现在就大 ...

另一个回答说审稿人自爆是为了出名。

扎夫特议长

之前PNAS上好像看见想法差不多的

cazedor

所以星际航行技术有没有跟异星歧途里面的一样拍脑门就能想出来的可能

lonelyleaf

国家最高科学技术奖有机会吗？

仟音一心

乃琳 发表于 2025-10-31 22:57
这帖子前排有泥潭曾经首发时lk99和姜萍贴的味道了，反正具体内容也不懂，看两个qq群打鸡血截图就出来畅想星 ...

nature怎么都和这俩差很多吧。

zmw_831110

子虚乌有 发表于 2025-10-31 09:18
对了，这几天我看小视频说打了mrna疫苗，新冠的，不容易得癌症是真的吗

我有2个女同学癌症去世了，其中一个家产上亿，她全球飞着玩，你猜她打的什么疫苗

洛拉斯

乃琳 发表于 2025-10-31 22:57
这帖子前排有泥潭曾经首发时lk99和姜萍贴的味道了，反正具体内容也不懂，看两个qq群打鸡血截图就出来畅想星 ...

一看就是比喻都不会的

你家姜平，还是超导体发自然杂志了

要类比也是韩国黄予锡和日本小保方晴子事件

obulis

@仟音一心 @洛拉斯
装傻还是看不懂，说的不是看到qq群聊天记录“三个学生胡乱操作”之后狂欢的民科味吗？
跟nature有一毛钱关系？
包括现在知乎回答最多那个提问，跟lk99如出一辙

GMJ

bcrrry 发表于 2025-10-30 16:10
好几个群看到这聊天记录了

—— 来自 Xiaomi 24117RK2CC, Android 15上的 S1Next-鹅版 v2.5.4 ...

让我想起了一个小说，超时空/平行世界跃迁的原理是如此的简单，简单到以至于只要看一眼就能理解，但我们的历史进程却巧妙的避开了每次一发现的机会，最后走上了蒸汽-电子-数字的发展进程。直到有一个差不多相当于中世纪的外星人/异次元人，利用跃迁逃命意外打开了我们这边的大门。然后他成了全宇宙的罪人，他解放了被封印的名为人类的恶魔。人类驾驶着不可思议的的钢铁造物，短短几年间就如屠鸡宰狗般的反向入侵了所有世界。

P-link

GMJ 发表于 2025-11-2 00:58
让我想起了一个小说，超时空/平行世界跃迁的原理是如此的简单，简单到以至于只要看一眼就能理解，但我们 ...

《异星歧途》

yuialon

KevinGraham 发表于 2025-10-31 15:12
一篇正刊现在拿C9副教授都不算稳

卧槽，现在已经卷到这种程度了么