化学家们利用机械化学复活了 Barbier 方法，用无溶剂方法取代了有害溶剂。这一进步有望实现更安全、更可持续的生产，尤其是在制药领域。有机合成是一门创造分子的艺术，化学家们在此过程中创造出制药、农用化学品和高科技小工具材料（包括智能手机中的材料）所必需的分子。

我们可以把它想象成微观层面上的乐高游戏--化学家把简单的积木连接起来，创造出复杂的分子，就像把乐高积木拼接在一起，形成错综复杂的结构一样。拼图中的一个关键步骤就是在两个碳原子之间建立一个键。

就像乐高积木的钉子和反钉子一样，碳原子必须相互配合才能轻松组合在一起。然而，有一个问题：有机化合物中活性最强的碳原子通常带有正电荷，这使得它们彼此不相容。试想一下，用钉子连接两块乐高积木，它们根本无法粘在一起。

研究人员的导师指明了方向，却被忽视了

早在 19 世纪有机化学发展初期，研究人员就发现了解决这一问题的巧妙办法，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，他们可以将碳原子的电荷从正极转换为负极。这种"极性开关"可以与其他有机分子形成合适的组合，为化学创造开辟了广阔的天地。

镁最有影响力的发现之一是法国化学家维克多-格里尼亚尔（Victor Grignard）的发现，他发现了一种利用唾手可得的镁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。格里尼亚尔的方法彻底改变了这一领域，但也有其缺点。

研究Barbier机械化学反应的作者（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--振动磨。资料来源：塔林理工大学（TalTech）

高活性的含金属分子不稳定，暴露在湿气或空气中很容易分解，因此难以进行工业规模的应用。解决这一问题的办法是只生成有机金属化合物的短寿命中间体，这些中间体在相同的环境中不断发生反应，生成稳定的化合物。

格里尼亚尔的科学老师菲利普-巴比耶最初尝试用这种方法连接碳原子，但结果并不令人满意--所需产物的产量很低。故事在这里出现了一个具有讽刺意味的转折：他责成格里尼亚尔改进他的方法，从而催生了这一诺贝尔获奖发现。然而，菲利普-巴比耶本人尽管是有机金属化学的先驱，却从未获得过同样的赞誉。

TalTech的化学家们化腐朽为神奇

一个多世纪后，由 Riina Aav 教授和高级研究员 Dzmitry Kananovich 博士领导的 TalTech 超分子化学研究小组的化学家们为被遗弃的Barbier法注入了新的活力。

他们发现，在一种名为振动磨的设备中，不使用溶剂将化学品与金属镁混合在一起，无论是在效率还是在环保方面，都会有非凡的改进，而不是像化学家们多年来的传统做法那样在有机溶剂中混合化学品。

这一令人兴奋的进展使 Barbier 方法再次成为关注的焦点，使其与著名的格氏方法一样有效。研究成果最近发表在化学领域的权威科学期刊之一《Angewandte Chemie International Edition》上。

研究人员使用的技术被称为机械化学，尽管这种方法自古以来就广为人知，但长期以来一直被有机合成科学界所摒弃，转而使用更为传统的基于溶液的化学方法。想象一下用研磨机研磨咖啡豆的情景。这就是许多机械化学装置的外观和功能。它们通过快速混合、研磨固体物质，而不是混合溶液来进行化学反应。

一个世纪前的环保解决方案

为什么这种古老的技术会再次受到欢迎？答案在于它对环境和安全标准的益处。机械化学避免了使用危险的有机溶剂，而有机溶剂对人类和地球都构成了严重威胁。

有机金属化合物的制备是化学中一个特别令人兴奋的重点领域，许多受人尊敬的研究小组都在探索这一方向。在他们的研究中，来自 TalTech 的团队重新审视了 Barbier 最初的想法，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之处在于它对空气甚至某些弱酸的耐受性，而这些物质与传统方法并不兼容。由于有机金属化合物仅作为中间体短暂存在，并能继续反应生成最终产物，因此这一发现有望彻底改变许多有价值物质的生产方式。

想想这将如何改变我们的生产方式。它可以带来更简单、更安全、更环保的工艺，尤其是在生产具有重大影响的物质的行业，如制药业。

TalTech 团队现在希望进一步推进这一创新，旨在通过机械化学生产方法改变制药行业。他们正与来自其他 11 个欧洲国家的研究人员合作开展 IMPACTIVE 项目，致力于将这些优势变为现实。机械化学的重新发现和进步可能是开启化学工业新机遇的钥匙，使化学工业更安全、更可持续，造福子孙后代。这堪称是新与旧的融合，有望带来更加光明的未来。