化学家们利用机械化学复兴了Barbier方法，用无溶剂的方法取代了危险的溶剂。这一进步保证了更安全、更可持续的生产，特别是在制药行业。
有机合成是制造分子的艺术，化学家们制造药物、农用化学品和高科技设备材料(包括智能手机)所必需的分子。把它想象成在微观层面上玩乐高积木——化学家把简单的积木连接起来创造复杂的分子，就像把乐高积木拼在一起制造复杂的结构一样。解决这个难题的关键一步是在两个碳原子之间建立一个键。
就像乐高积木有螺柱和反螺柱一样，碳原子必须相互配合才能容易结合。然而，有一个问题:有机化合物中最活泼的碳原子通常带正电荷，这使得它们彼此不相容。想象一下，用钉子把两块乐高积木连接起来——它们就是粘不起来。
一位研究人员的导师虽然指路，却被忽视了
在有机化学的早期，早在19世纪，研究人员就发现了一个聪明的解决办法，即使用所谓的有机金属化合物。通过将碳与锌或镁等金属结合，它们可以将碳原子的正电荷转换为负电荷。这种“极性开关”能够与其他有机分子形成合适的组合，为化学创造力开辟了广阔的天地。
最具影响力的发现之一是法国化学家维克多·格利格纳(Victor Grignard)的发现，他发现了一种从现成的镁中制造有机衍生物的方法。这项技术意义重大，为他赢得了1912年的诺贝尔奖。格氏方法彻底改变了这个领域，但它也有缺点。
作者研究了机械化学Barbier反应(J. V. Nallaparaju, T. Nikonovich, T. Jarg, D. Merzhyievskyi, R. Aav, D. G. Kananovich)和他们研究中使用的关键设备-振动筛。来源:TalTech(塔林理工大学)
高活性的含金属分子不稳定，暴露在潮湿或空气中很容易分解，使工业规模的应用变得困难。解决这个问题的一个办法是，只把有机金属化合物作为短寿命的中间体，在相同的环境中不断反应，产生稳定的化合物。
格利格纳的科学老师菲利普·巴比尔(Philip Barbier)最初试图用这种方法连接碳原子，但结果并不令人满意——所期望的产物的产量很低。故事在这里有了一个讽刺的转折:他让格罗格纳完善他的方法，导致了诺贝尔奖得主的发现。然而，菲利普·巴比尔本人，尽管是有机金属化学的先驱，却从未得到同样的赞誉。
TalTech科学学院的化学家们把旧的变成了新的
一个多世纪后，TalTech超分子化学研究小组的一组化学家在Riina Aav教授和高级研究员Dzmitry Kananovich博士的带领下，为被遗弃的Barbier方法注入了新的活力。
他们发现，在有机溶剂中混合化学物质和金属镁，而不是像化学家多年来所做的那样，他们发现，在没有溶剂的情况下，在一种叫做振捣机的设备中将它们混合在一起，在效率和环境友好性方面都取得了非凡的进步。
这一令人兴奋的发展使巴比耶法重新成为人们关注的焦点，使其与著名的格氏法一样有效。该研究结果最近发表在化学领域的主要科学期刊之一《Angewandte Chemie International Edition》上。
研究人员使用的技术被称为机械化学，尽管自古以来就为人所知，但长期以来一直被有机合成科学界所抛弃，而更青睐传统的基于溶液的化学。想象一下用研磨机研磨咖啡豆。这就是许多机械化学装置的外观和功能。它们允许通过快速混合、碾磨和研磨固体物质来发生化学反应，而不是通过混合溶液。
一个enviro一个世纪前的精神友好解决方案
为什么这种老方法又开始流行起来了?答案在于它对环境和安全标准的好处。机械化学避免使用对人类和地球构成严重威胁的危险有机溶剂。
化学中一个特别令人兴奋的领域是有机金属化合物的制备，许多受人尊敬的研究小组正在探索这个方向。在他们的研究中，TalTech的团队重新审视了Barbier的最初想法，使有机金属化合物的使用更加直接和方便。
这种新方法的一个令人兴奋的方面是它对空气甚至某些弱酸的抵抗力，这与格氏技术等传统方法相比效果不佳。由于有机金属化合物仅作为中间体短暂存在，并且可以不断反应并产生最终产物，因此这一发现对于彻底改变许多有价值物质的生产具有很大的希望。
想想这可能会如何改变我们制造东西的方式。它可能会导致更简单、更安全、更环保的过程，特别是在生产具有重大影响的物质的行业，如制药行业。
TalTech的团队现在正在寻求进一步的创新，旨在通过机械化学生产方法改变制药行业。他们正在与来自其他11个欧洲国家的研究人员合作开展impact项目，重点是使这些好处成为现实。机械化学的重新发现和进步可能是打开化学工业新机遇的关键，使其更安全，更可持续。它是新与旧的融合，预示着更光明的未来。
参考文献:内页封底:机械化学修正的Barbier反应作为格氏合成的一种权宜之计。化学。Int。Jagadeesh Varma Nallaparaju, Tatsiana Nikonovich, Tatsiana Jarg, Danylo Merzhyievskyi, Riina Aav和Dzmitry G. Kananovich, 2023年8月1日，Angewandte化学国际版。DOI: 10.1002 / anie.202310353
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