金属元素钐在与其他元素结合后，是合成新型药物分子的关键化学试剂。该元素于1879年在俄罗斯矿山被发现，并以含钐矿物“钐矿”命名，而钐矿的名字则源自俄罗斯矿业工程师瓦西里·萨马尔斯基 - 比霍韦茨。其中，最常见的钐试剂是钐二碘化物，由一个钐原子和两个碘原子组成。
然而，将这种多功能试剂放大到工业规模一直极具挑战。加州理工学院研究生申钟根指出，该试剂对空气极度敏感，通常需要在反应前现配现用，且小剂量反应也需大量使用，导致其难以应用于工业化生产。
8月22日发表于《科学》杂志的研究显示，加州理工学院化学家成功破解了这一难题。该研究题为《由SmIII-醇盐质子解驱动的还原钐（电）催化》。新方案使钐二碘化物在单次反应中实现自我循环再生，不再需要大量溶剂和反复制备新鲜试剂。
加州理工学院化学教授莎拉·雷兹曼表示，钐二碘化物虽在学术界被用于合成紫杉醇等抗癌药物，但受限于无法规模化，一直难以转化为工业工艺。此次突破意味着这些有趣的实验室反应有望真正进入工艺开发与发现阶段。
该试剂此前受限于实验室使用，主要原因是反应中会形成顽固的钐 - 氧键，导致化学失活。加州理工学院研究生艾米丽·博伊德解释道，这种强键难以断裂，使试剂“像躺在沙发上不想工作一样”陷入死胡同。
以往尝试断裂该键需使用强腐蚀性化学品，而新研究利用温和酸即可实现。酸提供的质子与结合的氧结合生成醇，从而释放钐原子恢复活性。这一温和条件更适用于大规模工业反应。
该突破源于彼得斯实验室与雷兹曼实验室的跨学科合作。彼得斯实验室专注于氮固定研究，即通过化学方法将大气中的氮气转化为植物和人类必需的氨。博伊德指出，虽然他们利用钐试剂研究氮固定，但无法将其工业化，因此与擅长合成有机化学的雷兹曼团队合作，实现了优势互补。
对于中国化工与制药行业而言，这一技术突破不仅展示了温和催化在解决试剂回收难题上的巨大潜力，也为国内企业从实验室走向工业化生产提供了可借鉴的技术路径，特别是在绿色合成与成本控制方面具有重要参考价值。