酰胺及腈类化合物是重要的基本化学品，被广泛应用于医药、生命、材料、农药等领域。长期以来，发展更安全、高效的酰胺合成方法是合成化学的主要目标之一。日前，北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室焦宁研究团队首次利用常用溶剂硝基甲烷，以“级联活化策略”对其进行活化，在重要化合物酰胺及腈的合成领域取得了突破性进展。相关论文近日在线发表于《科学》杂志上。

       在药物化学工业中，酰胺键的构建是应用最为广泛的化学反应。发现于1923年的施密特反应，利用叠氮酸或叠氮化物和醛、酮反应，被广泛用作酰胺和腈高效合成。然而，该反应依赖于具有潜在爆炸性和高毒性的叠氮化物，严重制约了其在更多药物、精细化工品和材料合成中的应用和发展。如何发展新型含氮试剂，已成为困扰合成化学家多年的难题。

       硝基甲烷是合成化学中一种普通的溶剂分子，焦宁研究团队首次将硝基甲烷作为简单易得、安全稳定的氮源，完成了施密特反应中叠氮试剂的替代，实现了高附加值酰胺及腈类化合物的高效合成。研究巧妙设计了硝基甲烷经过三氟甲磺酸酐/甲酸/乙酸的级联活化体系，开拓了硝基甲烷小分子的新应用，改变了其传统的反应性，使其能够作为新颖、稳定的氮源用于酰胺及腈类化合物的合成。此外，研究将施密特反应的底物范围从传统的醛、酮拓展到炔烃、芳烃等来源丰富的化合物原料，为碳氢化合物的氮原子引入提供了新思路。

       该研究不仅使施密特反应摆脱了对叠氮试剂的依赖，而且为硝基化合物的新应用提供了新思路。中国科学院院士、上海交通大学丁奎岭教授指出，这一新发现避免了叠氮酸的使用，将施密特反应向着绿色化推动了一大步，并在药物活性分子的合成和结构修饰中展示出良好的应用前景。如何使用廉价的活化试剂替代三氟甲磺酸酐实现对硝基甲烷的活化，以跨越成本障碍，真正实现工业应用，将是下一步需要解决的问题之一。