化学反应惠泽人类(2)

        丁奎岭说，由于格拉布催化剂的诞生，使得过去许多令化学家束手无策的复杂分子的合成变得轻而易举，如亲水性高分子、高分子液晶、抗癌药物、昆虫信息素等的合成，用乙烯和丁烯来制备丙烯等。麻生明还告诉记者：“上次格拉布教授来我们所访问，介绍了他做出的一种高分子材料，用子弹打也无法穿透，很适合做防弹材料。”  不过，麻生明认为，金属卡宾络合物催化的烯烃复分解反应还不是完全的绿色反应。就像做衣服时，如果能把所有的布料，包括边角余料都用上，才算百分百的经济；从原子的经济性来讲，很多烯烃复分解反应还没有达到百分百绿色的程度。丁奎岭认为只能说这种反应比较“符合绿色原则”，废物很少。他还指出，烯烃复分解反应的研究还面临不少挑战，工业的大规模应用还很少，主要还是用在精细化工领域。

        记者问及我国在该领域的研究水平，两位专家都回答，我国这方面的研究还很薄弱。丁奎岭说，《科学观察》指出，从论文引用次数来看，这一领域在国际上是炙手可热的科学前沿。但中科院文献情报中心的统计表明，我国在该领域几乎没有大的课题和项目。“虽然也有科学家在使用这些催化剂进行天然气产物和复杂分子的合成研究，但是据我所知，国内可能还没有研究人员在致力于改进这种催化剂。”

重组分子舞翩跹

        方形舞是由四个男女构成一个方形的一种舞蹈。三位科学家设计出一系列全新催化剂，让它们像舞蹈设计者一样控制分子“跳方形舞”，并交换“舞伴”，以形成全新的分子。这种重组分子的方法也称为换位合成法，新方法的发现为化学家提供了千载难逢的机会，他们得以合成了从药品、农产品到信息素和高分子的各种物质。

        法国科学家伊夫·肖万在24年前第一次描述了换位合成法的机制。今天，他清楚地记得这个想法突然出现的时刻，但诺贝尔奖带给他的焦虑超过了欢快，他无法处理当天的混乱局面，记者拥进他的家，电话铃声不断，他说：“诺贝尔奖只是一个名声，我不习惯。”

        美国科学家理查德·施罗克在1990年首次合成了指挥分子换位的催化剂，诺贝尔奖让他感到万分惊喜，他说自己还很年轻，要充分发挥诺贝尔奖带来的机会，向公众介绍科学并为化学的未来呼吁。

        美国科学家罗伯特·格拉布在1992年设计出更为普遍适用的催化剂，在获诺贝尔奖的当天，他被邀请到教堂发表演讲，晚上11：30才回到家中，他说：“我精疲力竭，我需要喝一点酒，今天晚上好好睡一觉。”

        清楚记得那一刻

        碳是地球生命的基本要素，碳原子以不同方式与多种原子连接，形成多种分子，从而形成了生命的多样性。许多化学家都在致力于控制和操纵以碳为基础的有机分子，因为这种反应能将塑料变成石油，但这种反应需要在高温、高压下将碳原子间的化学键打破，再让它们重新组合。

        20世纪50年代，美国杜邦公司的化学家发现，当他们将金属钼等加入乙烯或丙烯等有机化合物时，会造成反应物的改变，他们将这种反应称为“换位反应”，意思是分子的部件交换了位置。但这是怎么产生的呢？一切都像是炼金术而不是科学，全球范围内的化学家们开始竞相研究这个谜题。

        最令人吃惊的是这种金属分子能将两个碳原子间的双键打破。格拉布说：“碳－碳双键是所有分子中最强的联接键，能够将它们分开又让它们结合在一起，实在让有机化学家惊奇不已。”

        肖万解开了这个谜。1971年，他和学生发表了一篇论文，提出一种碳与金属的化合物在这种反应中扮演了催化剂的角色，它切断了连接两个碳原子的双键中一个，然后让分子部件重组，形成新分子。他说，这个过程就像两对分子在跳舞，并在跳舞的过程中交换舞伴。

        肖万还清楚地记得发现的那一刻。他说：“那是一个星期天的下午，我在自己的家里，天气不好，突然间，我发现了这个过程，它是如此的简单。这样的事情在其他科学家身上也发生过很多次。当你正处在休眠状态时，一个伟大的想法出现了。”

        肖万说：“自己的研究只是打开了一扇窗口，主要的研究都是施罗克和格拉布做的。”

        “化学的尊贵地位正在消退”

        10月5日清晨5：30，施罗克教授在家中喝咖啡时得知获奖的消息。他说：“人们说，如果电话铃在清晨5：30响起，一定有特别的事情发生。这件事发生在我身上了。”“这一时刻美妙极了，我到达了事业的顶峰。”

        施罗克现在是麻省理工学院的化学家。他从20世纪70年代开始此项研究，他发现两种金属分子钨和钼是换位反应中最好的催化剂。化学家们这时也意识到换位反应可广泛应用于有机合成中。施罗克的工作在1990年出现了突破，他和他的合作者报告说：一种钼催化剂能非常有效地重组碳－碳双键。

        施罗克在10月5日召开的新闻发布会上说：“我们研制的催化剂能将碳-碳双键的其中一半切开，再形成新的碳-碳双键。”

        然而，施罗克的催化剂在空气或潮湿的环境中不稳定，因为这些金属的电子非常活跃，它们很容易与环境中的氧气或水反应，从而自行分解。   (责任编辑：泉水)

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