求一篇800字左右的化學(xué)論文

【專家解說】：　　化學(xué)反應(yīng)惠澤人類 　　2005年10月5日，今年的諾貝爾化學(xué)獎塵埃落定。法國化學(xué)家伊夫·肖萬、美國化學(xué)家羅伯特·格拉布和理查德·施羅克三人分享了這一殊榮。 　　談及此次獲獎成果，中國科學(xué)院金屬有機化學(xué)國家重點實驗室主任麻生明研究員說：“化學(xué)界對這一研究的重要意義非常認可。我們的一些研究人員總是希望'大而全’，但是看看這次的獲獎成果，再看看上次(2001年)有機化學(xué)家的獲獎成果，就知道化學(xué)家一生有這樣一個'反應(yīng)’就很了不起了?！? 　　該實驗室的丁奎嶺研究員告訴記者：“2002年，我和戴立信院士合寫《中科院發(fā)展報告》中有關(guān)烯烴復(fù)分解反應(yīng)的章節(jié)時，就曾提到格拉布催化劑的反應(yīng)活性以及對反應(yīng)底物的適用性，可與傳統(tǒng)的碳－碳鍵形成方法如Diels-Alder反應(yīng)和Wittig反應(yīng)相媲美，而這兩項研究都已經(jīng)獲得諾貝爾獎，我們也曾暗示格拉布等人的研究有問鼎諾貝爾獎的實力，現(xiàn)在他們果然獲獎了?！? 　　指揮烯烴分子“交換舞伴” 　　諾貝爾化學(xué)獎評委會主席佩爾·阿爾伯格將烯烴復(fù)分解反應(yīng)描述為“交換舞伴的舞蹈”。授獎當(dāng)天，在瑞典皇家科學(xué)院華麗的議事廳里，阿爾伯格和一位皇家科學(xué)院教授以及兩位女工作人員一起，用舞蹈向聽眾詮釋烯烴復(fù)分解反應(yīng)的含義。最初兩位男士是一對舞伴，兩位女士是一對舞伴，在“加催化劑”的喊聲中，他們交叉換位，轉(zhuǎn)換為兩對男女舞伴。 　　“用互換舞伴來解釋這一獲獎的化學(xué)反應(yīng)很形象?！甭樯鞲嬖V記者。今年諾貝爾化學(xué)獎的三位得主，獲獎原因就是他們弄清了如何指揮烯烴分子“交換舞伴”，將分子部件重新組合成別的物質(zhì)。 　　一個碳原子可以通過單鍵、雙鍵或三鍵方式與其他原子連接，有著碳-碳雙鍵的鏈狀有機分子被稱為烯烴。丁奎嶺說，研究碳-碳鍵的斷裂與形成規(guī)律是有機化學(xué)中需要解決的核心問題之一。為了切斷碳-碳鍵并使其按照人們希望的方式重新結(jié)合，需要尋找合適的催化劑，這也是化學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)課題。關(guān)于金屬催化的烯烴分子的切斷與重組，即烯烴復(fù)分解反應(yīng)的研究，可以追溯到上世紀50年代中期。但是剛開始時，科學(xué)家們所研制的催化劑均為多組分催化劑，“這么做是因為當(dāng)時的科學(xué)家實際上沒有認清反應(yīng)的機理，不知道到底是哪種活性物質(zhì)發(fā)揮了作用，只好使用多種混合物來進行催化?！边@些催化體系還受到苛刻的反應(yīng)條件等因素的限制，更加促使科學(xué)家們進一步認識和理解反應(yīng)進行的機制。 　　20世紀70年代，法國石油研究所的伊夫·肖萬實現(xiàn)了理論上的突破。他闡明了烯烴與金屬卡賓通過〔2+2〕環(huán)加成形成金屬雜環(huán)丁烷中間體的相互轉(zhuǎn)化過程，這一機制后來被廣泛認同。金屬卡賓是指一類有機分子，其中有一個碳原子與一個金屬原子以雙鍵連接，如果用舞蹈的方式來簡單解釋，它們可被看作一對拉著雙手的舞伴。而在烯烴分子里，兩個碳原子也像雙人舞的舞伴一樣，拉著雙手在跳舞。金屬卡賓在與烯烴分子相遇后，兩對舞伴會暫時組合起來，手拉手跳起四人舞蹈。隨后它們“交換舞伴”，組合成兩個新分子，其中一個是新的烯烴分子，另一個是金屬原子和它的新舞伴。后者會繼續(xù)尋找下一個烯烴分子，再次“交換舞伴”。 　　尋找更優(yōu)秀的催化劑 　　有了漂亮的理論，下一步的重點就是確定哪種金屬卡賓適合充當(dāng)促成舞伴交換的“中間人”，理查德·施羅克和羅伯特·格拉布正是尋找優(yōu)秀催化劑的“伯樂”。 　　1990年，在美國麻省理工學(xué)院工作的施羅克和合作者報告說，金屬鉬的卡賓化合物可以作為非常有效的烯烴復(fù)分解催化劑。實踐也證明，鉬卡賓用于催化烯烴的復(fù)分解反應(yīng)，取得了比以往的催化體系更容易引發(fā)的、更高的反應(yīng)活性，反應(yīng)條件也更溫和，同時為發(fā)現(xiàn)性能更優(yōu)秀的催化劑奠定了基礎(chǔ)。 　　1992年，美國加州理工學(xué)院的格拉布發(fā)現(xiàn)了釕卡賓絡(luò)合物，并成功應(yīng)用于降冰片烯的開環(huán)聚合反應(yīng)，該催化劑克服了其他催化劑對功能基團容許范圍小的缺點，不但對空氣穩(wěn)定，甚至在水、醇或酸的存在下，仍然可以保持催化活性。在此基礎(chǔ)上，1996年格拉布對原催化劑作了改進，使其成為應(yīng)用最為廣泛的烯烴復(fù)分解催化劑。1999年，格拉布通過用氮卡賓配體代替膦配體，發(fā)展了第二代格拉布催化劑，其催化活性比第一代催化劑提高了兩個數(shù)量級。丁奎嶺說：“這點很重要，因為釕是貴金屬。”在開環(huán)復(fù)分解聚合反應(yīng)中，催化劑用量可以降低至百萬分之一；在關(guān)環(huán)復(fù)分解反應(yīng)中，催化劑用量也僅為萬分之五，同時選擇性更高，對底物的適應(yīng)范圍更加廣泛，催化劑的成本也更低。 　　麻生明說：“如果沒有肖萬的理論，就沒有施羅克和格拉布的成果；但是如果沒有后者的工作，肖萬也得不到這個諾貝爾獎。這恰好體現(xiàn)了理論和實踐相輔相成的道理?！? 　　獎勵來得理所應(yīng)當(dāng) 　　對于此次諾貝爾化學(xué)獎的歸屬，很多人表示是理所當(dāng)然、水到渠成的事情，這不僅是因為這一科研成果本身非常重要，更重要的是它在生產(chǎn)生活領(lǐng)域有著極其廣泛的實際應(yīng)用，每天都惠及人類。 　　諾貝爾獎的文告指出：烯烴的復(fù)分解反應(yīng)是基礎(chǔ)科學(xué)對人類、社會和環(huán)境做出重要貢獻的例子。該方法現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于化工業(yè)，主要用于研發(fā)藥品和先進塑料材料。通過肖萬、格拉布和施羅克等人的工作，復(fù)分解法變得更加有效，反應(yīng)步驟比以前簡化，所需要的資源也大大減少；使用起來也更簡單，只需要在正常溫度和壓力下就可以完成；對環(huán)境的污染也大大降低，使人們向著“綠色化學(xué)”又邁進了一大步，大大減少了有害廢物對人們的危害。 　　丁奎嶺說，由于格拉布催化劑的誕生，使得過去許多令化學(xué)家束手無策的復(fù)雜分子的合成變得輕而易舉，如親水性高分子、高分子液晶、抗癌藥物、昆蟲信息素等的合成，用乙烯和丁烯來制備丙烯等。麻生明還告訴記者：“上次格拉布教授來我們所訪問，介紹了他做出的一種高分子材料，用子彈打也無法穿透，很適合做防彈材料?！?不過，麻生明認為，金屬卡賓絡(luò)合物催化的烯烴復(fù)分解反應(yīng)還不是完全的綠色反應(yīng)。就像做衣服時，如果能把所有的布料，包括邊角余料都用上，才算百分百的經(jīng)濟；從原子的經(jīng)濟性來講，很多烯烴復(fù)分解反應(yīng)還沒有達到百分百綠色的程度。丁奎嶺認為只能說這種反應(yīng)比較“符合綠色原則”，廢物很少。他還指出，烯烴復(fù)分解反應(yīng)的研究還面臨不少挑戰(zhàn)，工業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用還很少，主要還是用在精細化工領(lǐng)域。 　　記者問及我國在該領(lǐng)域的研究水平，兩位專家都回答，我國這方面的研究還很薄弱。丁奎嶺說，《科學(xué)觀察》指出，從論文引用次數(shù)來看，這一領(lǐng)域在國際上是炙手可熱的科學(xué)前沿。但中科院文獻情報中心的統(tǒng)計表明，我國在該領(lǐng)域幾乎沒有大的課題和項目?！半m然也有科學(xué)家在使用這些催化劑進行天然氣產(chǎn)物和復(fù)雜分子的合成研究，但是據(jù)我所知，國內(nèi)可能還沒有研究人員在致力于改進這種催化劑?！?/div>