深夜楼宇间闪烁着的,是分子建筑师之光 | 致化学工作者
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导读
谨以此文送给各位化学工作者,实验室中的分子建筑师。
铝粉与三氧化二铁粉末均匀混合,一根弯曲的镁条插入其中。星星之火将镁条一端引燃,耀眼的白光划出闪亮的轨迹。
白光与黑色粉末一瞬接触,从交界处开始喷射出火花。氧气爱惜地拥护着火焰,粉末深处仿佛地核震动般向外喷射红。锣鼓喧天,鞭炮齐鸣。
银白色被火热的心熔融,在重力的指引下冲破黑的阻碍,穿过白的屏障,在微暗的火的惊呼声中堕入沙尘之中。白光的闪耀终有尽时,纯粹的银白色也免不了变成黑黢黢的一坨。
但它们闪耀过。这就是初见铝热反应时的记忆。
其实从小接触化学,各种缤纷多彩简低允简高禁的实验多少知道一些,我也确实亲自做过色彩的魔术师、光影的变幻者、物态的守恒者。亲自体验化学之美,这种快乐是难以想象的。当我亲眼见证着溶液的颜色逐渐变化时,我仿佛就是这一方世界的“上帝”,似乎是我在号令分子们短兵相接,碰撞间产生五颜六色的变化。
嘿,现在回望过去,这想法是多么的幼稚啊。但正是这样的想法,让我想成为一个在分子层面上操控反应、用我的奇思妙想来创造真正的世界上不存在的物质的人。
醒醒吧,就算是我现在学的有机化学,你能创造的物质姑且还是在自然母亲的意料之中的。你用有机合成的手段去创造物质,设计了多条路线一一尝试,最终用可观的原料合出少的可怜的最终产物,甚至连打个核磁鉴定下结构都舍不得呢。
但是,既然我们和自然母亲的目标都是那个天然产物,谁敢保证她不是尝试了成千上万种路线,最终才在阴差阳错之中成功了呢?
以我们微弱的智慧去挑战自然的千变万化,是可悲的。
是可悲的吗?有机化学正是从分子的角度去尝试理解自然,有机合成更是去理解自然的奇思妙想,天然产物全合成,那就是我们在追随自然的脚步了。每当一种天然产物被宣告全合成成功,那便是我们追平了一个记录。
追平之后,便是超越的步伐。看看如今的药物合成,正是我们对天然产物的举一反三。自然母亲露出欣慰的笑容,我们也在用自己的方式去挑战自然,适应自然。
但这和我又有什么关系呢?我们不过是被称为“有机砖工”的劳动力而已。劳动力,既然被称为劳动力,就说明我们的价值只剩力了。我们将在实验室科研的时间戏称为“搬砖”,这其中又蕴含着多少无奈呢......没有自己的想法,做实验就真的只是搬砖而已了。
我不过是一个无情的自动过柱机器罢了。那我还在做什么呢?花点小钱买一台机器不就一劳永逸了吗?
“小伙子,你小看实验,小看有机合成了。”
这时我才难得抬起头,看向“工地”的“包工头”。
“看看吧,你现在搬的每一块‘砖’,其实都是在为这栋大厦添砖加瓦。
“这栋大厦即是目标分子,我们有时需要搭建一个脚手架,来方便更好的将砖安放正确;有时需要给某片墙加些防护措施,防止激烈的操作动摇了它的骨架;有时我们还可能先造一座空中楼阁,再通过现代技术将他们拼接,虽然这个在实际的建筑中是很难出现啦(笑)。
“你要相信,每一块砖都有自己的意义。最终建成的大厦就不必说了,虽然脚手架总会被拆掉,保护性的外墙也难免最终消除,甚至可能盖到一半,发现楼盖歪了或者盖错地址了......
“但是呢,有机合成是一个试错的过程。每一门科学都难免有试错的过程。
“我们没有自然的鬼斧神工,没办法用看不见的手将反应物直接改变成我们要的产物,但正是各位前辈在一路的探索中找到并完善了诸多人名反应和方法学,我们今天才有了建造这栋大厦的资本。
“每一次实验,每一次探索,都是在为有机合成这一门科学添砖加瓦。
“我们做有机合成的人,不是砖工,而是分子建筑师呀。”
啊啊,确实是我小看了有机合成呢。在前辈的指导下,我再次回复精力投入到实验当中。
喏,现在是深夜了。这个反应已经进行了八个小时,该淬灭了。如果放到早上再来处理,可能会让产物变质呢。
有机合成真的不怎么五颜六色,溶液经常要么是透明无色的,要么是昏暗的看起来就不好反应的颜色,更多的是那种有机实验室中独特的脏脏的黄色。
我最初,似乎是因为化学很好看,才投入到这个行业当中的......?
但这已经不重要了。走出实验室,在走廊上走一圈,这一层似乎只剩我一个人了。
这是一个仪式,名为后处理的庄严仪式。好不容易才托媒人将两个反应物撮合到了一起,现在该让我们为可爱的目标产物揭开面纱了。
这个产物的沸点略低。为了防止它无法承受旋蒸的热情,在水浴锅中放些冰块降温,缓解产物的紧张情绪。
产物中有芳香环,也有其他的不饱和键,可以在紫外灯下分辨出萤火之光,在高锰酸钾的洗礼下也会露出嫩黄色的娇羞。
似乎还有些原料没能反应完,没关系,那条洁白的星光大道已经准备好了。
用石油醚和乙酸乙酯浸润柱色谱,为剩下的几毫升暗黄色但充满了希望的液体铺平道路。成败在此一举。
五十比一的洗脱机轻轻冲刷着它们,这场赛艇比赛在激流中勇进。当然我们都知道,小极性的物质通常先被洗脱,所以这场比赛注定是产物的胜利。
现在,我们已经看到紫外灯下产物的婚纱,轻轻的旋蒸让我们离牵起产物的手仅剩一步。现在产物已经不再是那脏脏的颜色,那无色透明略带粘稠的液体令人心驰神往。史书中,啊不文献中,可是记载着它的抗病毒活性呢!
这是我的一小步,也是人类的一大步。我默念着。
但我们还有至关重要的一步要走,因为我们生怕产物上错花轿嫁错郎......
“委屈你了,请在氘代氯仿中休息一下吧。”
左手轻轻托着,右手紧捏着核磁管,走向NMR的每一步都是盛装端热油。你问我盛装是什么?那一袭白衣正是每位化学生的正装呀。
前人已经对目标产物进行了鉴定,核磁谱图已经确定,现在......你会是那个正确的产物吗?
谱图打了出来。每一个峰都是一片碎片,它们的排列组合最终指向唯一的答案————
“我来了。”
自地球诞生的近五十亿年中,自然母亲曾经无数次随意拼凑出这个化合物,但今天,是我第一次亲手创造了它。它响应了我的呼唤,穿越难以计算的亘古时光,最终降临到反应瓶中。
但是,“这并不是自然的恩赐,这是人类发现自然、理解自然、利用自然、改造自然的必经之路上不值一提的成就罢了。”
自然母亲赞许的点了点头,终又沉沉睡去。即使喜悦冲刷着我的全部思绪,睡意也难免袭来,于是我离开了实验室,只剩下样品瓶中的寥寥数滴产物标榜着这一成就。
凌晨三点的夜空一如既往地黑暗,这栋大楼中最后一个不眠之人关上了灯。
来源:查冇此人 哔哩哔哩专栏,化学加经授权转载,链接:https://www.bilibili.com/read/cv2679535
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