陈航早有准备，不慌不忙地回答：


    “第一，证明存在。可以在严格控制反应条件下进行经典Sandmeyer反应，在反应不同时间段取样，立即淬灭，通过HPLC-MS进行高灵敏度检测。如果N-硝基胺是必经中间体，理论上应能检测到其分子离子峰或特征碎片峰。同时，可以尝试使用同位素标记，1?N标记的亚硝酸钠，观察标记是否出现在推测的N-硝基胺结构中。”


    “第二，确定结构。如果能在反应液或淬灭后的混合物中富集到足够量的疑似中间体，可以尝试分离纯化。最确凿的结构证据是获得其单晶，进行X射线单晶衍射分析，直接看到分子三维结构和原子连接方式。如果无法结晶，可以结合核磁共振，尤其是二维谱如COSY, HMBC、高分辨质谱、红外光谱等进行综合解析。”


    “第三，路径引导与验证。”


    陈航顿了顿，补充道：“我的设想并非凭空产生，而是源于一个被长期忽视的经典发现。1893年，德国化学家尤金·班伯格就观察到，苯胺与浓硝酸在特定条件下反应，并非直接发生环上硝化，而是优先生成N-亚硝基苯胺，并可在更剧烈条件下转化为N-硝基苯胺。 这清楚地表明，芳香胺的氮原子本身就是一个潜在的硝化位点，而N-硝基胺是可以通过直接硝化/亚硝化-氧化路径获得的、相对明确的化合物。”


    “因此，我的实验设计思路是：彻底抛弃经典Sandmeyer反应中先重氮化、再金属催化的两步模式，尝试建立直接N-硝化/活化、继而原位转化的一锅或顺序加料新体系。 具体到验证模型，我计划以2-氨基吡啶为模型底物。选择它是因为吡啶环的吸电子效应，可能有助于稳定反应中生成的高活性中间体，并可能提高N-硝化步骤的选择性。”


    “基于文献启示和理论计算，我初步设计了如下验证性条件：


    底物：2-氨基吡啶。


    硝化/活化试剂：硝酸（HNO?），约1.2当量，用于将氨基转化为目标N-硝基吡啶中间体。


    氯化试剂与关键转化条件：在生成N-硝基胺后，于同一反应体系中加入二氯亚砜作为氯源和反应促进剂，并加入约2.5当量的4-二甲氨基吡啶（DMAP）。DMAP在此扮演双重角色：一是作为碱，中和反应产生的酸；二是可能活化SOCl?，促进后续转化。


    溶剂与反应条件：使用1,2-二氯乙烷（DCE） 作为非质子极性溶剂，反应温度设定在70°C，维持约1小时。”


    “这个设计的终极目标是，”陈航目光炯炯，“在无需分离不稳定的N-硝基胺中间体的情况下，实现从2-氨基吡啶到2-氯吡啶的直接一锅法转化。 如果这个反应能够成功，并且通过机理实验证明N-硝基吡啶是必经中间体，那么就为我的核心猜想N-硝基胺可作为通用活化中间体，替代重氮盐实现芳香C-N键转化，提供了最直接、最有力的初步实验证据。”


    “这样，既避免了直接使用重氮盐，也绕开了铜盐。”


    马荣真听完，手指在桌上轻轻敲击，半晌没有说话。陈航的回答，思路清晰，检测手段、结构确证方法、实验设计逻辑都提到了点子上，尤其是单晶衍射和模型底物选择，显示出他确实认真思考过可行性，不是凭空幻想。


    一个高一学生，能想到这个程度，已经堪称恐怖。


    但是，理论和设想距离真正的科学发现，还有十万八千里。实验中无数细节会出错，设想的中介体可能根本分离不出来，反应可能根本不发生，或者产生一堆无法理解的副产物……


    “你想用我们实验室的资源，来验证这个想法？”马荣真终于开口，直视陈航。


    “是的，马教授。我知道这很冒昧，也知道失败的可能性远大于成功。但我希望能有一个机会，哪怕只是在师兄师姐指导下，尝试完成最初级的那几步验证，比如，尝试合成并分离那个N-硝基胺模型化合物。这对我将是无比宝贵的经验。”陈航态度诚恳，目光坚定。


    马荣真看向邱益勇。邱益勇朝他微微点了点头。


    办公室再次陷入安静。窗外的阳光移动着，照在那些厚厚的专业书籍上。


    终于，马荣真叹了口气，似乎做出了某个决定。


    “这样吧。”他开口道，“下个月，我的课题组正好有一位研二的学生，他在基础实验操作和实验室安全规范上非常扎实，可以负责一个探索性的小课题。我让他带着你，就用你这个2-氨基吡啶的模型体系，先做非常小量、严格安全监控的尝试。周期一个月，目标就是：第一，在他的全程指导和监督下，尝试合成并表征你设想的N-硝基吡啶中间体；第二，在极端小心和防护下，尝试你那个一锅法转化，看看能不能得到哪怕一丁点2-氯吡啶的迹象。”


    小主，这个章节后面还有哦，请点击下一页继续阅读，后面更精彩！陈航的眼睛瞬间亮了，心脏狂跳起来。


    “但是！”马荣真语气严厉起来，“有几个条件。第一，所有操作必须在这位研究生的全程陪同、指导和监督下进行，你主要是观察、学习和在绝对安全的环节进行辅助操作，任何有潜在风险的步骤都必须由他亲自完成或严格监督！第二，如果第一步中间体合成都失败，或者发现任何不可控的危险迹象，项目立即终止！第三，你学校这边的课程和竞赛不能落下！能做到吗？”


    “能！绝对能！谢谢马教授！谢谢邱老师！”陈航激动得几乎要跳起来，连忙鞠躬。


    “先别谢太早。”马荣真板着脸，但眼神深处却藏着一丝难得的、对真正热爱科学的后辈的欣赏，“科研这条路，九死一生，你这个想法大概率是死路一条。但……敢于去想那条没人走过的路，本身就需要勇气。这份勇气，值得给一次在严格指导下的验证机会，哪怕只是为了告诉你，现实有多复杂。”


    他挥挥手：“好了，跟你邱老师回去吧。具体安排，等我通知。出去把门带上。”


    走出马荣真的办公室，走廊里熟悉的溶剂味道仿佛都变得清新起来。邱益勇拍拍陈航的肩膀，笑道：“好小子，真有你的。马老师可是出了名的难搞，能让他松口给个机会，你这关算是过了。不过接下来，才是真正的挑战。”


    “我知道，邱老师。”陈航用力点头，感觉全身的血液都在沸腾，“无论结果如何，我都会尽全力。”


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