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环球360娱乐会员注册优秀校友董佳家的发现入选《自然》2019年度十篇杰出论文之一
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为了做出制冷剂,美国化学家罗伊·普伦基特将四氟乙烯存放在干冰冷却的钢瓶里,有一天打开钢瓶后并没有气体溢出,但钢瓶的质量显示里面还有东西。“普伦基特竟然恼火到把钢瓶锯开,要知道,这是可能发生爆炸的,当他发现了许多白色粉末时才恍然大悟,这是四氟乙烯发生了聚合反应。要知道,在此之前有一个公认的常识:全卤代烯烃是不能聚合的。”聚四氟乙烯由此诞生,后来用于提纯铀-235的核心关键材料,还有我们今天用的不粘锅。
1938年,德国化学家奥托·哈恩给合作伙伴写了一封信,信中他描述了一次让人困惑的实验:在用中子轰击铀后,它分裂成了两半,产生了钡元素,还有许多β放射性核素。“这太难以置信了,就连哈恩本人事后都想炸了邮筒把信件取回来。这就是重原子的核裂变。”董佳家说,我们可以集中力量进行技术攻关,但科学的发现往往有很大的偶然性,无法去预设。
正如他本来只是想要做个“凳子”。在美国斯克里普斯研究所工作期间,董佳家以第一作者身份在《德国应用化学》封面发表了第二代点击化学理念的奠基性论文,“六价硫氟交换反应”成为两个最具代表性的点击化学反应之一。当他成为上海有机所的一名研究员后,依然觉得硫氟化学键有趣并作为了课题方向,虽然这在常人看来都是不太安全的物质。当时,他们尝试传统方式发现根本合成不了“氟磺酰基叠氮”,他的学生孟根屹在实验中犯了一个看上去明显的“错误”,合成过程中往一种会水解的试剂里添加了水,这个意外的方法却极高产率地得到了“氟磺酰基叠氮”。这种化合物非常罕见,因为看上去极不稳定,“谁也没想到,它在溶液里竟然变得安静而且非常便于使用了。”这个意外成就了后来的整个发现。董佳家给这种化合物起了个名字“七龙珠”,因为其正好有七个原子。他们根据之前设计的思路想要切断硫氟键,但怎么也切不断,正当他为此抓狂时,学生却发现该化合物对于一级胺官能团有着异乎寻常高的重氮转移反应性,几分钟就能变成叠氮。“我的第一反应是这不可能,传统的重氮转移反应至少需要金属催化而且反应较慢,而这个竟然不要催化剂。”董佳家立即集中课题组所有力量,多次反复验证,终于确认了这一点。
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董佳家的学生郭太杰、孟根屹和马天成
夏普莱斯这种对化学的热爱,深深感染了董佳家。“在实验室里,99.99%的实验都会是失败的,热爱是唯一让人可以坚持下去的理由。也只有热爱,才会去尝试一切可以做的事情,才可能等到属于你的‘偶然性’。”
曾经有多位化学家表示,如果有一位值得再次获得诺贝尔奖的化学家,那就是夏普莱斯。他毫不掩饰对董佳家的欣赏,在一次夏普莱斯学术思想研讨会上,本来他一直静静地坐着,直到董佳家上台,他径直走过去帮着整理西装和麦克风。他还曾经多次说过:“以我40多年的经验,我相信董佳家的创造潜力比最近离开我团队的任何人都要强。他提出的想法让我很惊讶。”
“对未来有什么计划吗?”“没有什么计划。”这番对话发生在夏普莱斯和董佳家第一次见面时。夏普莱斯后来说,这正是他欣赏董佳家的一点,对科学和未来不设限。董佳家在办公室里贴了一张“六耳恐龙”的图片,那是长着六个角的一种宠物,这是夏普莱斯送给他的,以此提醒他世界上什么奇怪的事情都有,要期待那些看起来不可期待的东西。
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夏普莱斯和董佳家课题组成员在一起
这正是董佳家的“典型”性格,说话时不断地“抖包袱”,还带着一些童趣。“这就好比高考作文要求写议论文,我们却写了一首诗,还写了2年多,我差一点以为永远不会发表了。”这是他讲述那篇第二代点击化学理念的奠基性论文时。“当时编辑让我们准备封面图片,我们都没去弄,觉得太贵了。”这是他讲述这篇《自然》年度十篇杰出论文时。
为了向夏普莱斯和其开创的点击化学致敬,在为“六价硫氟交换反应”拍照留念时,董佳家顽皮地把一只防护眼镜的镜片涂黑,表明这是一个操作简单的化学反应,哪怕一只眼睛也能完成。
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董佳家把一只防护眼镜的镜片涂黑,拍照留念
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