通过流动技术提升危险反应的安全性

硝化反应是化学领域最危险的反应之一。除了其爆炸性特性外，传统的硝化剂具有高度侵蚀性，极不适合处理敏感的基于生物质的分子。糠醛作为硝基呋喃类抗生素的关键前体，是一种脆弱的生物质衍生物。传统方法通常导致收率低下、重现性不一致且存在重大安全风险。

为解决这些挑战，来自CiTOS（集成技术与有机合成中心）的研究人员开发了一种自动化连续流动平台，用于原位生成并即时使用乙酰硝酸酯——一种更温和、选择性更强的硝化剂。这实现了硝基呋喃药物前体的快速、可放大且更安全的合成。

CiTOS中心主任Jean-Christophe Monbaliu教授解释道：「该平台将先进自动化与实践简易性相结合，可由单人远程操作并获得高质量结果，是迈向更安全药物生产的重大突破。此外，我们能在同一套装置上生产多种基于硝基呋喃的药物。」

该工艺使用糠醛（一种源自生物质的化合物，被美国能源部列为高价值生物基分子），通过乙酰硝酸酯在一系列互连的流动模块中进行硝化转化。这些模块配备实时红外/紫外分析工具、温度与压力传感器及自动化分离单元。研究合著者、博士生Loïc Bovy补充道：「乙酰硝酸酯在操作或储存时极其危险，但通过原位生成并在流动中即时消耗，我们在保持完全控制的同时消除了风险。」

该系统成功应用于世界卫生组织列出的四种抗菌化合物，均在五分钟内完成生产且纯度高、收率优异。研究第一作者、高级博士后研究员Hubert Hellwig表示：「这不仅是个化学过程，更提供了完整的开源解决方案。我们设计了定制模块、电子设备和控制系统以确保平台安全、可扩展且可重现——所有数据均已免费公开。」

凭借CiTOS开发的这套自动化连续流动系统，如今能够高效安全地从生物质衍生的糠醛生产关键抗菌药物。通过降低硝化相关风险，这一开源解决方案为构建更安全、更可持续、更高效的制药产业铺平了道路。