我国科学家突破百年化学反应瓶颈 开辟酰胺绿色合成新路径

问题:酰胺键是蛋白质、肽类和众多药物的核心结构单元。目前工业与实验室主要通过羧酸与胺的缩合反应制备酰胺键。虽然该方法已很成熟,但绿色化学和规模化生产上存在明显不足:一是原料局限于羧酸,某些分子合成需要多步转化;二是缩合反应产生大量副产物,后处理复杂且能耗高。尽管生物催化技术快速发展,现有酶促方法仍难以摆脱对羧酸的依赖。 原因:传统酰胺键合成始终遵循"先活化羧酸再偶联胺"的思路。这种模式虽然成熟,但必然产生副产物且原料选择受限。要真正实现绿色合成,必须建立不依赖羧酸活化的新催化体系,直接构建碳氮键。 影响:北大团队创新性地改造了醛脱氢酶,使其催化方向发生根本转变——在水相中直接催化醛与胺生成酰胺键。他们还继续将原料拓展至更廉价的醇类。该突破具有多重优势:反应条件温和、减少副产物、提高原子利用率;原料选择更灵活,特别适合绿色生产和规模化应用。 对策:要实现产业化还需解决几个关键问题:建立酶性能评价标准并改进;确保工艺符合药品质量要求;与企业合作开发集成工艺。目前团队已与多家药企合作,在多款药物的绿色合成中取得进展。 前景:随着医药产业向绿色低碳转型,这种基于醇/醛的新型生物催化技术可能改变部分药物的合成方式。以抗肿瘤药伊马替尼为例,如果新路线能证明其成本和环保优势,将有望推动更多生物制造技术的应用。该成果发表在《科学》杂志,展现了我国在交叉学科领域的创新能力。

从传统化学试剂到现代生物催化,酰胺键合成的演变反映了科技进步的历程。北大团队的突破不仅解决了一个百年难题,更为绿色化学发展指明了方向。这类原创性研究正在推动我国从化学大国向化学强国迈进。