化學家們利用機械化學復活了Barbier 方法，以無溶劑方法取代了有害溶劑。這項進步有望實現更安全、更永續的生產，尤其是在製藥領域。有機合成是一門創造分子的藝術，化學家們在過程中創造出製藥、農業化學品和高科技小工具材料（包括智慧型手機中的材料）所必需的分子。

我們可以把它想像成微觀層面上的樂高遊戲–化學家把簡單的積木連結起來，創造出複雜的分子，就像把樂高積木拼接在一起，形成錯綜複雜的結構一樣。拼圖中的一個關鍵步驟就是在兩個碳原子之間建立一個鍵。

就像樂高積木的釘子和反釘子一樣，碳原子必須相互配合才能輕鬆組合在一起。然而，有一個問題：有機化合物中活性最強的碳原子通常帶有正電荷，這使得它們彼此不相容。試想一下，用釘子連接兩塊樂高積木，它們根本無法黏在一起。

研究者的導師指明了方向，卻被忽略了

早在19 世紀有機化學發展初期，研究人員就發現了解決這個問題的巧妙方法，即使用所謂的有機金屬化合物。透過將碳與鋅或鎂等金屬結合，他們可以將碳原子的電荷從正極轉換為負極。這種”極性開關”可以與其他有機分子形成合適的組合，為化學創造開闢了廣闊的天地。

鎂最有影響力的發現之一是法國化學家維克多-格里尼亞爾（Victor Grignard）的發現，他發現了一種利用唾手可得的鎂製造有機衍生物的方法。這項技術意義重大，為他贏得了1912 年的諾貝爾獎。格里尼亞爾的方法徹底改變了這個領域，但也有其缺點。

研究Barbier機械化學反應的作者（JV Nallaparaju、T. Nikonovich、T. Jarg、D. Merzhyievskyi、R. Aav、DG Kananovich）和他們研究中使用的關鍵設備–振動磨。資料來源：塔林理工大學（TalTech）

高活性的含金屬分子不穩定，暴露在濕氣或空氣中容易分解，因此難以進行工業規模的應用。解決這個問題的方法是只生成有機金屬化合物的短壽命中間體，這些中間體在相同的環境中不斷反應，生成穩定的化合物。

格里尼亞爾的科學老師菲利普-巴比耶最初嘗試用這種方法連接碳原子，但結果並不令人滿意–所需產物的產量很低。故事在這裡出現了一個具有諷刺意味的轉折：他責成格里尼亞爾改進他的方法，從而催生了這一諾貝爾獲獎發現。然而，菲利普-巴比耶本人儘管是有機金屬化學的先驅，卻從未獲得同樣的讚譽。

TalTech的化學家們化腐朽為神奇

一個多世紀後，由Riina Aav 教授和高級研究員Dzmitry Kananovich 博士領導的TalTech 超分子化學研究小組的化學家們為被遺棄的Barbier法注入了新的活力。

他們發現，在一種名為振動磨的設備中，不使用溶劑將化學物質與金屬鎂混合在一起，無論是在效率還是在環保方面，都會有非凡的改進，而不是像化學家多年來的傳統做法在有機溶劑中混合化學品。

這一令人興奮的進展使Barbier 方法再次成為關注的焦點，使其與著名的格氏方法一樣有效。研究成果最近發表在化學領域的權威科學期刊之一《Angewandte Chemie International Edition》。

研究人員使用的技術被稱為機械化學，儘管這種方法自古以來就廣為人知，但長期以來一直被有機合成科學界所摒棄，轉而使用更為傳統的基於溶液的化學方法。想像一下用研磨機磨咖啡豆的情景。這就是許多機械化學裝置的外觀和功能。它們透過快速混合、研磨固體物質，而不是混合溶液來進行化學反應。

一個世紀前的環保解決方案

為什麼這種古老的技術會再次受到歡迎？答案在於它對環境和安全標準的益處。機械化學避免了使用危險的有機溶劑，而有機溶劑對人類和地球都構成了嚴重威脅。

有機金屬化合物的製備是化學中一個特別令人興奮的重點領域，許多受人尊敬的研究小組都在探索這一方向。在他們的研究中，來自TalTech 的團隊重新審視了Barbier 最初的想法，使有機金屬化合物的使用更加直接和方便。

這種新方法的一個令人興奮之處在於它對空氣甚至某些弱酸的耐受性，而這些物質與傳統方法並不相容。由於有機金屬化合物僅作為中間體短暫存在，並能繼續反應生成最終產物，因此這項發現有望徹底改變許多有價值物質的生產方式。

想想這將如何改變我們的生產方式。它可以帶來更簡單、更安全、更環保的工藝，尤其是在生產具有重大影響的物質的行業，如製藥業。

TalTech 團隊現在希望進一步推進這項創新，旨在透過機械化學生產方法改變製藥業。他們正與來自其他11 個歐洲國家的研究人員合作進行IMPACTIVE 項目，致力於將這些優勢變為現實。機械化學的重新發現和進步可能是開啟化學工業新機會的鑰匙，使化學工業更安全、更永續，造福子孫後代。這堪稱是新與舊的融合，有望帶來更光明的未來。