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熟悉又陌生的偉大化學(xué)家——?Wilhelm Schlenk

來(lái)源:化學(xué)加網(wǎng)原創(chuàng)      2022-09-10
導(dǎo)讀:化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的學(xué)科,方法是化學(xué)家認(rèn)識(shí)化學(xué)的工具或手段,許多重要的發(fā)現(xiàn)都依賴于實(shí)驗(yàn)方法的革新或進(jìn)步。化學(xué)家只有解決好化學(xué)方法問題,才能深刻地理解化學(xué)變化的本質(zhì),發(fā)現(xiàn)化學(xué)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。無(wú)水無(wú)氧操作就是一項(xiàng)非?;A(chǔ)而又重要的實(shí)驗(yàn)操作方法,在這個(gè)條件下,消除了水、氧氣對(duì)反應(yīng)的干擾,從而獲得更為準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)信息。無(wú)水無(wú)氧在操作時(shí),常常使用Schlenk反應(yīng)裝置,但是很多人并不了解Schlenk,在中文平臺(tái)中也沒有他的介紹信息。作者作為一名工程師找不到更多的文獻(xiàn)以了解這位技術(shù)大神的思想,分析他是如何想到,并設(shè)計(jì)出來(lái)Schlenk裝置,只好從英文文獻(xiàn)中選取部分內(nèi)容,介紹這位偉大的化學(xué)家。

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圖 1 Wilhelm Schlenk (約1905),德國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)前主席,1879年出生于慕尼黑。

Schlenk在慕尼黑科學(xué)院化學(xué)系學(xué)習(xí),該系由傳奇人物拜爾(Adolf von Baeyer)領(lǐng)導(dǎo)。1905年,他在拜爾的女婿Oskar Piloty的指導(dǎo)下獲得了博士學(xué)位。Schlenk的論文名為《金屬異丁烷與金屬間化合物》,這篇論文雖然未發(fā)表,但是引領(lǐng)Schlenk開展了有機(jī)金屬化學(xué)的研究工作。

Schlenk曾在烏爾丁根的Weiler ter Meer公司短暫工作過(guò),并獲得了醌類化合物研究的專利。1906年起,他在慕尼黑接受行醫(yī)培訓(xùn),并于1910年成為了私人醫(yī)生。而這位醫(yī)生在三苯基甲基自由基、二苯甲酮陰離子自由基等方面的研究使他受到了關(guān)注。

1913年,Schlenk在Jena大學(xué)擔(dān)任杰出(副)教授,該部門是由Ludwig Knorr(德國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)主席,1915年-1916)領(lǐng)導(dǎo)的研究中心。Schlenk繼續(xù)研究酮基,并在1914年報(bào)告了烯烴(如二苯乙烯)和芳烴的堿金屬加成化合物的形成。他和Brauns在1915年報(bào)道了第一種穩(wěn)定的二自由基“施倫克烴”。1917年,施倫克和Holtz報(bào)道了通過(guò)汞衍生物的交換反應(yīng)制備鈉化合物RNa(R=Me、Et、nPr、nOc、Ph和Bn),以及第一種有機(jī)鋰化合物MeLi、EtLi和PhLi。

1918年,Schlenk被邀請(qǐng)到維也納擔(dān)任第二化學(xué)研究所的教授和所長(zhǎng)。施倫克繼續(xù)研究三芳基甲基自由基,并與他的學(xué)生Hermann Mark一起報(bào)告了五苯乙基自由基的制備。在這一時(shí)期,Schlenk獲得了諾貝爾獎(jiǎng)提名,因?yàn)橐恍┰蚨鴽]有得到這一榮譽(yù),之后又在1924年又一次錯(cuò)過(guò)了諾貝爾獎(jiǎng)。這不僅僅是他個(gè)人的遺憾,也是諾貝爾獎(jiǎng)的遺憾。

1921年,Schlenk擔(dān)任了Friedrich Wilhelms(現(xiàn)洪堡)大學(xué)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任。1922年,Schlenk擔(dān)任德國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的副主席,又在1926年至1928年擔(dān)任主席。第一次世界大戰(zhàn)后,德國(guó)作為戰(zhàn)敗國(guó)在國(guó)際科學(xué)活動(dòng)也受到了排斥,Schlenk則積極地參與國(guó)際學(xué)術(shù)的交流活動(dòng),為自己的國(guó)家發(fā)出聲音。這一階段,Schlenk從事芳香族烯烴與堿金屬反應(yīng)的綜合研究,其中一個(gè)重要結(jié)果是發(fā)現(xiàn)了有機(jī)鋰對(duì)碳?xì)浠衔锏闹苯愉嚮饔?,如使用乙基鋰的芴反?yīng)。Schlenk和他的兒子Wilhelm,Jr.一起提出了使用二乙基鎂格氏試劑的平衡,此后稱為“Schlenk平衡”。

1924年,Schlenk撰寫了一章《有機(jī)化學(xué)中的有機(jī)金屬化學(xué)》,描述了在玻璃儀器中處理敏感材料的技術(shù),就是Schlenk無(wú)水無(wú)氧操作技術(shù)。這是他多年從事金屬有機(jī)化學(xué)研究,在不斷操作過(guò)程中凝煉的智慧結(jié)晶。正是這種裝置使Schlenk的名字廣為人熟知,甚至超過(guò)許多諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主。用于傳輸?shù)男D(zhuǎn)裝置被稱為“Schlenk-Kreuz”,或“Schlenk-cross”。

Schlenk不僅在科研領(lǐng)域有巨大成就,而且還認(rèn)真從事教學(xué)研究工作。1932年,施倫克與Bergmann(以色列有機(jī)化學(xué)的創(chuàng)始人)共同出版了有機(jī)化學(xué)綜合教材的第一卷,共805頁(yè)。在那個(gè)年代編寫教材特別辛苦,就像魯迅的所說(shuō)這項(xiàng)工作吃進(jìn)去的是草,擠出的是奶。1939年,他的教科書的第二大卷出版了,出于權(quán)宜之計(jì),沒有將Bergmann列為合著者,這令Schlenk非常不高興。據(jù)報(bào)道,第三卷幾乎完成了,但這本書從未出現(xiàn)過(guò)。

隨著阿道夫·希特勒領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)家社會(huì)黨掌管德國(guó)政府,Schlenk因?yàn)閳?jiān)持自己的民主理想而受到排擠,例如拒絕以 “希特勒萬(wàn)歲”開始演講。1935年,施倫克被柏林撤職,成為tubingen圖賓根大學(xué)教授,之后一直從事教學(xué)和管理工作,沒有再發(fā)表研究論文。

Schlenk在1943年去世。此前一年,即1942年,他被德國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)開除。

Schlenk是20世紀(jì)最有才華的化學(xué)家之一,他親自做實(shí)驗(yàn),清理儀器,設(shè)計(jì)裝置,因此對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)有極為深刻的理解。盡管他沒有獲得諾貝爾獎(jiǎng)的榮譽(yù),但是Schlenk技術(shù)就是一座豐碑,矗立在有機(jī)化學(xué)學(xué)者的心中。(作者:大連理工大學(xué) 譚大志 許怡璇)

參考文獻(xiàn):Wilhelm Schlenk: The Man Behind the Flask,Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40(2):331-337

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