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特约记者孔健、本刊记者李淑湘
姚乾元,1933年生,山东济南人,山东省中医药研究院研究员,国家科技进步一等奖获得者.1955年毕业于中国药科大学药物化学系,从事中药科研近50年,获发明专利2项,发表论文86篇,参编著作4部,在化学合成麝香酮、生物技术多倍体牛膝育种等方面做出了突出贡献.
2016年,中药现代化的重要成果“人工麝香研制及其产业化”获国家科技进步一等奖.作为人工麝香核心成分麝香酮的主要化学合成者,山东省中医药研究院研究员、现年83岁的姚乾元位列获奖名单.
“人工麝香研制及其产业化”从根本上解决了天然麝香长期供应不足的历史性难题,保证了400多个含麝香中成药品种的正常生产,满足了国家的重大需求.目前,人工麝香对天然麝香的替代率达99%以上,相当于少猎杀了2600多万头野生麝,年用药患者逾1亿人次.
虽然化学合成麝香酮的科研已成历史,但姚乾元课题组在科研中展现出的越挫越勇的精神,却永远值得人们敬仰；人工麝香为广大患者带来的福祉,永远值得人们感恩.
麝香：用途广泛的传统中药
“有麝自然香.”麝香是雄麝肚脐和之间的腺体分泌物,是无可替代的名贵药材与高级香料.麝香入药在我国已经有2000多年的历史,诸多本草典籍均将麝香列为药材中的珍品,在《神农本草经》中,麝香被列为上品；在古书《医学入门》《名医别录》以及李时珍著的《本草纲目》等医学著作中也均有记载.麝香具有芳香开窍、镇痛安神、活血化瘀、解毒等功效,是治疗中风、脑炎等的速效药和特效药.《中国药典》中有400多种中成药都含有麝香,包括安宫牛黄丸、麝香保心丸、西黄丸、大活络丹、六神丸等名药.
可忧的是,因为获取麝香大量麝被射杀,导致麝的数量急剧减少成为濒危物种.1988年,麝被国务院列入首批《国家重点保护野生动物名录》（二级）,2003年又被调整为一级保护野生动物,禁止天然麝香采取.
因麝香原料匮乏而难以组方,无法解决危重症、疑难症用药的实际需要,卫生部及中国药材公司早在20世纪70年代初就将人工麝香研制列为重大攻关创新课题.
研制之路：知难而上
1975年,山东省中医药研究所（今山东省中医药研究院）与济南中药厂（今山东宏济堂制药集团股份有限公司）共同组成课题组,开展麝香酮化学合成的攻关研究.
作为课题组负责人,姚乾元很快感受到了任务的艰巨.虽然这是一个“课题组”,但只有姚乾元和夫人陈雪懂得化学合成,其他成员几乎都是年轻学员,平时从事中药生产工作,对化学合成没有基本概念.麝香酮的化学名称为3-一环十五烷酮,其化学合成成功的关键,是把1 5个碳原子直线相连结构的首尾碳原子键合弯成环状结构.由于分子张力的关系,环合难度大,收率低.
姚乾元利用能阅读英、德、法、日、俄等多种专业外语的优势,很快初步掌握了国外对麝香酮的各种化学合成路线.他设计了化学合成麝香酮较短的工艺路线,经过一年摸索,却没有取得满意的结果.但姚乾元并没有丝毫退却.他说： “搞科研要知难而上.我从来都充满信心,从来不认为会失败.这种方法不行,就换一种方法.”后来,经过不断摸索,姚乾元根据当时的条件,改进设计出一条原料可以在山东找到、反应条件相对容易掌握、将来宏济堂可以使用的工艺路线,并开始了新的尝试.
当时的条件极其简陋.化学合成涉及大量易燃易爆的有机物,不敢在楼房里进行.于是,济南市榜棚街的三间茅草屋就成了“试验室”.这儿冬天透风撒气,但为防火防爆不能生火炉；夏天像蒸笼,也没有设备降温避暑.姚乾元带领20多名课题组成员,夜以继日地开展试验.化学合成麝香酮是一项不折不扣的“高危工作”.原料大多易燃易爆,且需要高温反应,却不具备精准操控的手段.尤其是关键的环合反应是在易燃溶剂中进行的,只有在高速搅拌下才能将加入的金属钠打成极微小的钠乳.姚乾元回忆说：“有机溶剂在一个大玻璃瓶子里高速旋转,瓶子咣里咣当,咣当破了怎么办？金属钠飞到哪里,哪里就燃烧甚至爆炸,我非常担心.”
为保证课题组其他成员的安全,所有危险的试验,姚乾元都自己一个人关在屋里操作,旁边放着灭火器,随时准备灭火.他冒着危险贴近反应容器,近距离观察化学反应情况,详细记录变化.每一步试验成功后,写成清楚严格的操作规程,教给课题组其他人员.就这样,保证了整个试验过程的安全,从来没有发生严重事故.
化学合成的每一步都十分艰难,为得到合格的中间产物,要反复试验几十次.他带领课题组实行三班倒.在关键时刻,姚乾元24小时坚守在试验室.实在累得不行了,就在试验桌上趴一会儿；饿了,就在隔壁食堂买几个包子吃.整个课题组几乎没有上下班的概念,就连春节都没有放假.经过两年日夜奋战,终于化学合成麝香酮.
回望过去：“最后1000份的成功基于前面9000份的失败” 姚乾元课题组化学合成的麝香酮伴生有同分异构体4-一环十五烷酮.此时卫生部下发通知,要求化学合成的麝香酮纯度必须达到97%以上,不能含有同分异构体及其他杂质.课题组产品中的同分异构体被定性为非药用成分,这无疑给该化学合成路线一个沉重打击.
4-一环十五烷酮的化学结构和理化性质与麝香酮几乎相同,两者是一对“双胞胎”.瑞士著名化学家Stoll等人曾采用多种方法尝试将这两种物质分离,但均未成功.国内很多学者也认为,把这种同分异构体作为杂质分离出去,得到纯麝香酮的路线是很困难的.
此时已经到了1978年,当时若不能将同分异构体分离,课题就将前功尽弃.姚乾元坚定地认为,碰到困难就要攻过去,决不能打退堂鼓.经过反复思考分析,他认为两者化学结构虽然接近,但还存在结构差异,应该能分离.课题组对已取得的试验数据进行了深入细致的分析,设计了10个分离溶剂系统,每个系统收集200份分离液,并重复5次同样的试验,计算下来共有上万份分离液.因为工作量实在太大,色谱分离又不能停,就三班轮流作业,24小时进行试验.
姚乾元说：“前5个系统都不成功,从第6个系统开始,每次都有一点机会、一点希望.这里面已经有了成功的苗头.我根据这些苗头,寻找分离的线索,进行调整、加强,设计出更合理的系统.”
在试验过程中,由于长期接触有机溶剂姚乾元患上了严重的胆囊炎.疼痛难忍时,他就多喝糖水,在家里躺在床上休息休息,觉得不疼了,就回到试验室继续工作.
这样艰苦的努力终于换来了明确的回报.在检测到第10个分离系统的分离液时,气相色谱上出现了“”.这就意味着麝香酮和同分异构体是可以分离的.随后又进行了上百次的重复试验,证明所发明的拆分剂是有效的,不仅可除去同分异构体,制备出的麝香酮纯度高达99.8%,打破了Stoll等人两者不能分离的结论,还将麝香酮的收率较文献提高了两倍之多.
姚乾元说：“最后1000份的成功基于前面9000份的失败.这其中的工作量是非常大的,做小试的原始记录堆成了满满一座小山.当然,如果这10条路线还走不通,我就再换10条路线.不成功就继续干,我从来没有灰心,我也不怕失败.”
经山东省中医药研究所与济南中药厂共同努力,从课题立项到完成适于生产的麝香酮化学合成工艺历时20余年.几十年过去了,这些勤奋拼搏的经历,已成为课题组成员温暖和持久的记忆,而他们锲而不舍的精神,将持续激励后人.
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参考文献：
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