9 月投稿 Nature，10 月就得到刊發(fā)。中國科學(xué)院大學(xué)杭州高等研究院（下稱“杭高院”）研究員張夏衡團隊的最新 Nature 論文被火速接受。

研究中，他們使用“分子編輯術(shù)”破解了領(lǐng)域內(nèi)的百年難題，讓從 1884 年沿用至今的芳香胺應(yīng)用工藝迎來了新突破，它能通過廉價試劑將芳香胺 C-N 鍵直接轉(zhuǎn)化為藥物所需中間體的 C-X 或 C-C 鍵，有望規(guī)避傳統(tǒng)工藝潛在的爆炸風(fēng)險與重金屬污染。它也挑戰(zhàn)了延續(xù) 140 年之久的工業(yè)傳統(tǒng)，或?qū)⒁l(fā)一場關(guān)于氨基的革新。相關(guān)論文被擔(dān)任其中一位審稿人的美國輝瑞公司研發(fā)總監(jiān)斯科特·巴格利（Scott Bagley）評價為是真正的杰作。

圖 | 相關(guān)論文（來源：Nature）

據(jù)了解，該方法的操作的加料操作極為簡潔，無論是實驗的學(xué)生還是藥廠的工人都能夠迅速的安全上手投料。它就像是一個多功能接口，可以兼容多樣化的分子結(jié)構(gòu)以及氨基位置，都可以實現(xiàn)“脫氨官能團化”。

盡管有企業(yè)愿意購買專利，但該團隊依然選擇公開分享，不僅是為了共享科學(xué)價值，更是為了確保這一成果的安全性與可持續(xù)性。目前，這一方法已在多種藥物中間體修飾中得到成功驗證，也已完成公斤級驗證。與此同時，張夏衡團隊正在與一些藥企進行對接，旨在用于合成抗癌藥物中間體，未來有望降低某些藥物中間體的生產(chǎn)成本。

（來源：Nature）

這一成果要從芳香胺講起，它好比是構(gòu)建現(xiàn)代分子世界的一塊基礎(chǔ)“積木”。并且早已深刻融入人類生活，是農(nóng)藥、抗癌藥和一些材料中的常見結(jié)構(gòu)單元。此前，假如想改造這塊芳香胺，必須把它變成一種名為重氮鹽的中間體，這是一條有效但危險的方法，由于重氮鹽非常不穩(wěn)定，一旦遇到震動或者升溫就會爆炸，就好比用“炸藥拆墻”一樣。對于高度依賴芳香胺經(jīng)歷重氮鹽實現(xiàn)官能團化的現(xiàn)代化工廠來說，對它可謂是又敬又怕。而且，傳統(tǒng)工藝需要大量銅試劑參與化學(xué)反應(yīng)，這會產(chǎn)生大量的含銅廢水，而廢水處理會帶來高昂的環(huán)保成本。重氮鹽的安全使用是一個困擾行業(yè) 140 年的化學(xué)難題，讓此前科學(xué)家窮盡所有手段也未能成功解決，也讓化工業(yè)始終被這一高風(fēng)險中間體束縛著。

張夏衡團隊的這一成果所考慮的是：用官能團直接替換“積木”上的氨基。即讓芳香胺在溫和條件下原位形成 N-硝基胺，再通過脫除一氧化二氮實現(xiàn) C-N 鍵斷裂，從而打造一條無爆炸風(fēng)險的脫氨路徑。

通過數(shù)百次的條件優(yōu)化，他們反復(fù)驗證了相關(guān)反應(yīng)的普適性。通過測試上百種芳胺骨架中間體，發(fā)現(xiàn)幾乎所有芳香胺都能得到高效轉(zhuǎn)化。

這種“分子編輯術(shù)”非常簡潔，好比一鍵替換一樣，能像改寫代碼一樣改造分子。作為一種直接脫氨的方法，它讓人們無需再借助危險的重氮鹽作為中介，而是可以在芳香胺上，好比在電腦文檔中使用的替換與查找功能一樣，將 C-N 鍵轉(zhuǎn)換為構(gòu)建藥物所需要的各種關(guān)鍵連接。整個過程不僅平穩(wěn)可控，而且不會積累危險的中間體。

同時，為了進一步提高操作便捷性，他們還開發(fā)出一種名為“一鍋法脫氨交叉偶聯(lián)”的策略。使用這一策略時，僅需在脫氨反應(yīng)中間體之中直接加入相應(yīng)的偶聯(lián)試劑，就能在同一反應(yīng)體系中完成多種交叉偶聯(lián)反應(yīng)。這為基于易得原料快速構(gòu)建復(fù)雜分子開辟了新途徑，能夠推動藥物化學(xué)領(lǐng)域的研發(fā)進程。

這一成果的取得，離不開團隊的細(xì)心。有一次，研究團隊在做完實驗之后發(fā)現(xiàn)了一些副產(chǎn)物，按照常規(guī)操作本該丟棄這些廢品，但是經(jīng)過仔細(xì)分析之后，他們意外“撞”出了本次成果，最終讓論文發(fā)在 Nature 上。杭高院化材學(xué)院博士后屠廣亮、研究生肖可、副研究員陳小平和中國科學(xué)院上海有機所研究生許浩然為文章共同第一作者，張夏衡和中國科學(xué)院上海有機所研究員薛小松擔(dān)任通訊作者。該工作同時得到了美國《化學(xué)與化工新聞》的報道，德國馬克思-普朗克煤炭研究所所長托比亞斯·里特（Tobias Ritter）將該反應(yīng)評價為“可靠且極為實用”。

圖 | 張夏衡（來源：浙師大附中官方報道）

事實上，張夏衡并不是化學(xué)圈的新人。正如本次成果一樣，他的化學(xué)科研之路簡潔又純粹。他本科畢業(yè)于四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院。博士則畢業(yè)于中國科學(xué)家上海有機化學(xué)研究所，師從糖化學(xué)家俞飚院士。

博士畢業(yè)之后，他前往美國普林斯頓大學(xué)從事博士后研究，師從后于2021 年獲得諾貝爾化學(xué)獎的戴維·麥克米倫（David MacMillan）教授。

圖 | 張夏衡和麥克米倫（來源：浙師大附中官方報道）

資料顯示，張夏衡于 2015 年至 2020 年在美國從事博士后研究，這一時間并不算短，但正是在此期間他分別于 2018 年和 2020 年和麥克米倫團隊聯(lián)合發(fā)表了兩篇 Nature 論文。

（來源：https://www.x-mol.com/groups/Zhang_Xiaheng/publicati

（來源：https://www.x-mol.com/groups/Zhang_Xiaheng/publicat）

2021 年，回國之后的張夏衡起先在復(fù)旦大學(xué)工作，同年開始受聘于杭高院，目前主要研究可見光催化、自由基化學(xué)、過渡金屬催化等領(lǐng)域。

參考資料：

張夏衡個人主頁http://hias.ucas.ac.cn/info/1120/2967.htm

https://it.hangzhou.com.cn/jrjd/yjnews/content/2025-10/28/content_9111670.html

中國科學(xué)院大學(xué)官方報道https://mp.weixin.qq.com/s/nElVpertS-h1BEc_rhjBnw

其他報道https://mp.weixin.qq.com/s/wZOw4RKyeF9vyieOLxjKiw

https://mp.weixin.qq.com/s/ndPUugLgJjkSuz2_WLGuIw

https://cen.acs.org/synthesis/process-chemistry/Nitroamines-power-less-explosive-Sandmeyer/103/web/2025/10