【扩充科技知识面】美完成“不可能完成的任务”

　据美国物理学家组织网7月29日（北京时间）报道，美国科学家在实验室里完成了“不可能完成的任务”：他们将本来为酸性的硼基化合物在反应中变得像碱性化合物一样，可用作催化剂配位体。科学家们在7月29日出版的《科学》杂志的一篇论文中指出，最新催化剂将使制药和生物技术工业中的大量化学反应成为可能，对基础学术研究也大有裨益。

　　催化剂通常由离子或化合物（配位体）依附于一个金属而形成，催化剂的作用是使化学反应发生或变得更加容易，但催化剂本身并不会被化学反应消耗或“改头换面”，其对反应的成功来说至关重要。尽管现在只有30种金属能用来形成催化剂，但依附于其上的离子或分子的数量则以百万计，这使科学家能制造出大量催化剂。现在，最主要的配位体是呈碱性的氮基或者磷基。

　　领导该研究的加州大学河滨分校化学教授盖伊·贝特兰德在实验室中长期专注于研究催化剂，他解释道，酸无法被用作催化剂中的配位体，必须使用碱，而通常使用的磷基催化剂存在的问题是，磷有毒且可能会污染最终产品。硼虽然无毒，但所有的硼基化合物都是酸性化合物。

　　在最新实验中，贝特兰德团队通过修改硼原子中的电子数量而保持其原子核不变，使硼基化合物表现得像碱性化合物一样。贝特兰德表示：“研究结果违背了我们的常识，令人大跌眼镜。当我在一个会议上宣布我的早期研究结果时，在场的人都认为这是不可能的。但我们确实做到了这一点，我们已成功地将硼基化合物变得类似于氮基化合物。换句话说，我们使酸性化合物表现得像碱性化合物一样。”

　　贝特兰德团队的研究表明，现在能用硼配位体替代催化剂中使用的磷配位体。自从1902年首个有催化剂参与的反应诞生以来，催化剂研究领域内取得的进步并不大。最新研究是催化剂研究中的一个“巨大跃进”，尽管这些硼基催化剂能助推什么类型的反应还是个未知数，然而，大量新催化剂必将以惊人的数量出现。

　　话题圈点

　　最早的催化剂，可以上溯到中国古代酿酒时所用的酒曲。但人类真正认识并开始主动使用催化剂，却只有一百多年的历史。可以说，催化剂的出现，改变了化学发展的进程，无数曾经的“不可能”变成了现实。如今，催化剂自身也迎来了向“不可能”说不的时刻，酸性化合物硬是跑来这个碱性化合物一统天下的地方分走一杯羹，找到了配位体的工作。这一改变无疑将为化学发展注入强大活力，同时也对路易斯酸碱理论等传统认识提出了挑战。另外，它还告诉我们，不管在哪里，垄断看来都是行不通的。