Công trình này do Giáo sư Zhang Xiaheng thuộc Viện Nghiên cứu Tiên tiến Hàng Châu, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) và Giáo sư Xue Xiaosong thuộc Viện Hóa học Hữu cơ Thượng Hải đồng chủ trì, vừa được đăng tải trên tạp chí khoa học hàng đầu thế giới Nature.
Từ năm 1884, ngành hóa học thế giới dựa vào phản ứng Sandmeyer, do nhà hóa học người Thụy Sĩ Traugott Sandmeyer phát hiện, để chuyển hóa các hợp chất amin thơm - nguyên liệu rẻ, thành những chất trung gian có giá trị cao, dùng trong sản xuất thuốc, thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm và sợi tổng hợp. Tuy nhiên, phương pháp này chứa rủi ro cháy nổ cực lớn do sử dụng muối diazonium, chất dễ phân hủy và phản ứng dữ dội.
Sau hơn 1 thế kỷ, chưa có giải pháp thay thế hoàn chỉnh nào vừa an toàn vừa hiệu quả. Nay, nhóm nghiên cứu của Trung Quốc đã tìm ra lối đi hoàn toàn mới: thay thế muối diazonium bằng nhóm nitro ổn định hơn, đồng thời loại bỏ nhu cầu sử dụng xúc tác kim loại đắt tiền.
Theo báo cáo của Cục Khoa học và Công nghệ Hàng Châu, nhóm nghiên cứu đã dành 3 năm thử nghiệm hàng trăm phản ứng, trước khi phát triển thành công phương pháp “một bình phản ứng” (one-pot reaction), có thể thực hiện toàn bộ quá trình chỉ trong 1 bước, sử dụng hóa chất phổ thông, rẻ tiền và an toàn hơn nhiều.
Giáo sư Zhang cho biết nhóm đã thử nghiệm hơn 170 loại nguyên liệu, bao gồm cả các phân tử thuốc kháng virus phức tạp, với tỷ lệ chuyển hóa thành công dao động từ 46% đến 83% - mức vượt trội so với phương pháp cổ điển. Khi được mở rộng lên quy mô kilogram, hiệu suất đạt tới 90%, chứng minh khả năng ứng dụng công nghiệp của công nghệ mới.
“Ngành dược và hóa chất chắc chắn sẽ được hưởng lợi lớn từ phát minh này,” Zhang nói trong bài phỏng vấn với Chemical & Engineering News.
Trong bài đánh giá công trình, Scott Bagley, nhà khoa học cao cấp của Pfizer, nhận định đây là một “tour de force” - kỳ công thực sự trong lĩnh vực tổng hợp hữu cơ. Ông nhấn mạnh nhóm nghiên cứu không chỉ đề xuất phương pháp mới, mà còn chứng minh tính khả thi và phạm vi ứng dụng rộng rãi, từ cơ chế phản ứng đến sản xuất thực tế.
Giới khoa học Trung Quốc đánh giá đột phá này “ở tầm Nobel”, bởi nó thay đổi hoàn toàn cách nhân loại tổng hợp hợp chất amin thơm, nền tảng của hàng nghìn loại dược phẩm.
Trên các diễn đàn chuyên ngành, tài khoản Life Sciences Frontier nhận định rằng khi công nghệ này được áp dụng vào sản xuất thuốc generic và thuốc ung thư công nghệ cao, giá thành sẽ giảm mạnh, giúp các loại thuốc điều trị “đắt đỏ” trở nên phổ cập hơn với người dân.
Sau khi công trình được công bố, nhóm nghiên cứu đã bắt đầu hợp tác với các doanh nghiệp dược và hóa chất trong nước để đưa công nghệ mới vào dây chuyền sản xuất. Nếu thành công, đây sẽ là bước ngoặt trong ngành tổng hợp hữu cơ, vừa giảm chi phí, vừa giảm rủi ro an toàn lao động - yếu tố luôn là “nút thắt” của ngành hóa chất toàn cầu.
Giáo sư Bagley của Pfizer kết luận: “Đây không chỉ là một cải tiến, mà là một bước tiến hóa của toàn ngành hóa học.”
Vu Lam
Theo SCMP
