分别剧毒光气，他们找到绿色构成新途径

泉源：中国封建报

■中国封建报记者 叶满山

“非对称脲”固然不被群众所熟知，但它在医药和农业范畴却扮演着至关紧张的人物。作为抗肿瘤试剂、除草剂、杀虫剂以及超分子黏合质料的紧张因素，非对称脲展现出广泛且紧张的使用潜力。

克日，中国封建院兰州化学物理研讨所（以下简称兰州化物所）研讨员何林团队与武汉大学传授雷爱文团队互助，在催化羰基化范畴取得紧张历程——告捷使用一氧化碳或二氧化碳交换剧毒光气，高效构成含氮羰基化合物非对称脲。

该研讨后果不仅为化学产业带来更为宁静、环保的消费办法，也为新药研发、质料封建等提供了全新的约莫性。干系论文公布于《封建》。

将催化羰基化作为打破口

催化反响，这一奥秘的历程包含着宏大能量。在该反响中，催化剂本身安定，却能明显影响反响的举行，仿佛一位没形的“指挥家”，引领化学反响向着人们希冀的朝向行进。

2016年，何林在德国完成学业后选择返国，进入兰州化物所事情。面临诸多研讨朝向，她依靠敏锐的科研直觉和对国度需求的深入了解，将目光投向了胺的氧化羰基化这一相对冷门但潜力宏大的范畴。

胺的氧化羰基化产物——含氮羰基化合物，在新质料、医药、农药等多个范畴都展现出广泛的使用出息。但是，产业上主要接纳的传统制备办法——光气法，不仅构成历程繁复、伤害，必要分步举行，还触及剧毒光气，并且会产生多量腐化性盐酸。怎样找到一种更宁静、高效的构成办法，成为科研界亟待处理的成绩。

在何林看来，要推进这一范畴的绿色可持续提高，必需探究新的构成途径。

于是，她决定将催化羰基化作为打破口，只管这一朝向在国际上的研讨相对较少，但她坚信这是将来科研的紧张朝向。经过不休实验新的催化剂、优化反响条件，何林力图找到最高效、环保的胺的氧化羰基化构成办法。

科研路上充溢“波折”

非对称脲是一种特别的化学物质，其布局里含有一个羰基，羰基的两边毗连着两种不同的胺分子片断。但现在产业上很难直接制造非对称脲，由于其两边的胺不一样，难以准确控制。因此，业内接纳了一个分步的办法，即光气法。

据了解，光气法起首经过一氧化碳与氯气反响天生剧毒光气，这一步为后续反响创造了条件；接着，使用一种胺与光气反响，天生异氰酸酯或酰氯作为正中产物，相当于将第一个胺“安装”到羰基上；最初，再用另一种胺与这其正中产物反响，告捷将第二个胺也“安装”到羰基上，从而天生所需的非对称脲衍生物，完成整个制备历程。

但是，该历程会产生很多腐化性强的盐酸，对装备和情况形成危害。为此，研讨团队颠末多角度思索和调研总结，提出了同步胺识别的看法。这一创新性思绪让非对称脲的构成变得简便而高效。

何林说：“我们首创性地使用上述同步识别效应，接纳不同胺作为底物，经过天生的金属酰胺和自在基反响，完成选择性地一步天生高值非对称脲。在羰基源方面，既可以接纳一氧化碳，也可以从二氧化碳动身，完成对光气法含氮羰基化合物构成的流程再造。”

不外，怎样确保在一步反响中，两种不同的胺都能准确“找到”本人的地点，构成非对称脲，成为摆在研讨团队眼前的一大困难。

“我们取得了一级胺与二级胺共存时，钴中央仅活化一级胺的单晶布局的紧张证据，再团结雷爱文团队使用快速扫描X射线吸取精密布局光谱展现的二级胺与铜中央作用优教师成自在基证据，可能一步经过亲核性打击构成金属酰基紧张物种，然后等后一半胺的片断接上去时，就可以使用金属铜中央取得胺的自在基。”何林先容说，这一发觉好像暗中中的一束光，照亮了团队的行进朝向。

但是，要将该发觉转化为实践可行的构成办法，还必要多量实行和验证。团队成员不休实验和优化，终于找到最佳的催化体系和反响条件。当第一份非对称脲告捷构成时，团队成员都沸腾了。那一刻，一切的辛劳和奉献都化为无尽的兴奋和自大。

更值得一提的是，这一创新不仅变小了对有毒质料的依托，还为二氧化碳的使用开发了新途径，具有紧张的环保意义。

告捷的紧张离不开互助

2023年8月，研讨团队向《封建》提交了预投稿，邮件发送后仅过了两个多小时就收到了其副主编的复书：“看起来这是一个引人入胜且有代价的研讨后果！我勉励你们提交全文。”这份来自威望期刊的承认，让团队成员倍感奋发。

但是，第一轮审稿并不顺遂——《封建》编纂作出了拒稿的决定。面临这一曲折，团队成员并没有气馁。他们仔细阅读了审稿意见，仔细反思了事情中的不敷。本年8月，研讨团队再次向《封建》提交了修正后的论文。颠末第二轮审稿，论文被顺遂吸收，科研后果取得了国际偕行的承认。

“这项研讨可以告捷离不开互助。”何林偏重重申了与雷爱文团队的严密互助，“我们创新性地交融了亲核羰基化与自在基转化的半反响，协同绘制出反响历程的全貌，这为发觉非对称脲的共同反响窗口奠基了坚固基本。”

何林进一步先容，该研讨还告捷使用了该团队开发的新办法，完成了小分子成药的直接构成，如构成卡利拉嗪—— 一种用于医治精力崩溃症和躁狂烦闷症的药物。他们的办法仅需一步反响，就能以89%的高得率取得目标产物，且副产物仅为水，明显简化了传统制备流程。

“这一后果的眼前，是我们提出的同步识别性活化看法。”何林表明说，这是一种全新的催化羰基化反响形式，为药物构成等范畴带来新机会。现在，团队正在积极推进多元醇酯高端基本油的计划构成与光滑功能测试全链条互助，希冀经过团结攻关在该范畴取得新打破。

将来，研讨团队方案持续深耕一氧化碳、二氧化碳的催化使用范畴，依托兰州化物所低碳催化与二氧化碳重点实行室，聚焦实践使用场景，展开原创性事情。他们特别渴望经过学科交织平台的联动，引发新的研讨思绪。

干系论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adl0149

《中国封建报》 (2024-11-20 第1版 要闻)