海葵毒素
这个分子是人类迄今为止在自然界分离出来的结构最复杂的一种物质之一,也是最毒的一种物质,1克的量可以毒死10亿只小白鼠。
一般来讲,有毒的物质,用量非常非常少的话,往往是一种很好的药物,但是从自然界当中提取海葵毒素数量非常有限,因此有机化学家希望在实验室中合成出这个分子。
另外,这个分子的复杂程度,在当时被认为是几乎不可能完成的任务,如果有机化学家能通过实验的方法,人工在试管当中合成出这一物质,意味着挑战科学极限。
科学家们经过很长时间的努力,终于在1994年实现了这一突破,美国哈佛大学的化学家完成了这个分子的合成,代表着有机合成化学的一个里程碑。
我现在已经研究化学近20年,具备较好的化学基础,但我把这个结构式在纸上抄一遍都得将近20分钟,更何况我们要把这个复杂的物质合成出来,其复杂程度很难想象。
海葵毒素被人工合成出来以后,很多人一度认为合成化学已经从一门科学走向了一种指哪打哪的技术。也就是说,只要给我们足够的钱和人力、时间,那么再复杂的分子也可以把它合成出来。
合成化学家在过去很长一段时间的努力和成就,造就了本世纪以来的19次诺贝尔化学奖中有4次颁给了有机化学领域的合成化学家,有12位杰出的有机化学家获此殊荣。
站在巨人肩膀上仍然有很多问题有待我们解决。具体来讲,我们希望能够进一步创造新的分子,并能挖掘它的新功能,为人类所用。在我们更加重视环境、环保的今天,力求使化学和整个生产过程更加高效,更加绿色。
接下来讲讲我课题组最近合成的两个好玩的分子。
第一个例子,是今年我和同事合作发现的一种水下的胶水。胶水,日常生活中都用过,但我们一般是在空气中用的。
水作为一种非常好的溶剂,可以把很多常见的胶水溶解掉。很多胶水在空气中很好用,放到水下就不能起作用。
而这种胶水可以在水下黏合物体,这具有非常重要的实际用途,比如说外科手术、管道的修补、水下船舶的修复,都需要水下的胶水。
这种胶水另一个有意思的地方是可逆性,当我们把一束很强的光照上去的时候,原来不黏的胶水就会变得很黏;原本黏的状态下,如果我们把它加热到70℃,它又会变得不黏,因此,我们可以通过简单的外界的刺激调控这样的过程。
这是胶水的样子,跟我们日常用的胶水差不多,是一种比较黏稠的,类似透明牙膏的状态。