11 月 2 日消息，中国科学院大学杭州高等研究院（杭高院）化学与材料科学学院“85 后”教授张夏衡带领团队历时三年主导完成了一项重要研究成果，堪称是一场关于 1884 年以来桑德迈尔反应的革命。
相关成果已于当地时间 10 月 27 日发表在国际顶级学术期刊《自然》上，论文标题为“Direct deaminative functionalization with N-nitroamines”。
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”。
在过去的一百多年里，工业上通常需要先将芳香胺转化为一种名为“重氮盐”的中间体，再利用其高反应活性进行后续化学转化。
然而，这种方法存在明显局限：重氮盐稳定性差且具有爆炸风险，反应过程通常需要消耗大量铜试剂，并且对某些特定结构的底物适用性有限。
对此，张夏衡团队的研究提出了一种全新的方法 ——“直接脱氨官能团化”。该技术利用芳香胺在硝酸作用下原位生成“N-硝胺”中间体，随后通过释放一氧化二氮气体（N₂O），直接将原本惰性的芳香碳-氮键转化为多种重要的化学键，包括碳-卤素键（如碳-溴、碳-氯、碳-碘、碳-氟键）、碳-氧键、碳-硫键、碳-硒键、碳-氮键以及碳-碳键。
该方法的显著优势在于：
安全性高：避免了传统工艺中不稳定且危险的重氮盐中间体的使用。
操作简便，试剂易得：仅需使用实验室中常见且廉价的化学试剂。
底物适用性广：几乎适用于所有类型的药用杂环芳香胺以及具有不同电子和结构特性的苯胺衍生物，不受氨基在分子中位置的限制。
可规模化：能够高效实现目标产物的公斤级合成。
拓展性强：团队还开发了“一锅法”策略，即在脱氨反应体系中直接加入其他偶联试剂，即可实现多种类型的交叉偶联反应，为快速构建复杂分子提供了新途径。
该研究成果被认为是对已有 140 年历史的传统芳基重氮盐化学工艺的重要突破，提供了一种更安全、经济的替代方案，有望在制药、新材料制造等需要高效构建分子结构的领域获得广泛应用。
该论文的四位主审稿人对成果给予了高度评价，其中一位审稿人、来自国际制药巨头辉瑞公司的高级研发总监 Scott Bagley 评价其为“真正的杰作”（true tour de force）。
杭高院为该论文的第一署名单位和通讯单位。论文共同第一作者为杭高院化材学院博士后屠广亮、研究生肖可、副研究员陈小平及中国科学院上海有机化学研究所研究生许浩然。通讯作者为张夏衡研究员和杭高院 / 中国科学院上海有机所薛小松研究员。
据介绍，该研究的实验部分由张夏衡团队完成，机理计算部分由薛小松团队完成。研究得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、杭州市及杭高院研究项目等的资助。
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。
三年磨一剑，张夏衡此前已在《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。”
附论文地址：
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09791-5
