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熟悉又陌生的偉大化學家——?Wilhelm Schlenk

來源:化學加網原創      2022-09-10
導讀:化學是一門以實驗為基礎發展起來的學科,方法是化學家認識化學的工具或手段,許多重要的發現都依賴于實驗方法的革新或進步。化學家只有解決好化學方法問題,才能深刻地理解化學變化的本質,發現化學運動的規律。無水無氧操作就是一項非常基礎而又重要的實驗操作方法,在這個條件下,消除了水、氧氣對反應的干擾,從而獲得更為準確的實驗信息。無水無氧在操作時,常常使用Schlenk反應裝置,但是很多人并不了解Schlenk,在中文平臺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以了解這位技術大神的思想,分析他是如何想到,并設計出來Schlenk裝置,只好從英文文獻中選取部分內容,介紹這位偉大的化學家。

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圖 1 Wilhelm Schlenk (約1905),德國化學學會前主席,1879年出生于慕尼黑。

Schlenk在慕尼黑科學院化學系學習,該系由傳奇人物拜爾(Adolf von Baeyer)領導。1905年,他在拜爾的女婿Oskar Piloty的指導下獲得了博士學位。Schlenk的論文名為《金屬異丁烷與金屬間化合物》,這篇論文雖然未發表,但是引領Schlenk開展了有機金屬化學的研究工作。

Schlenk曾在烏爾丁根的Weiler ter Meer公司短暫工作過,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培訓,并于1910年成為了私人醫生。而這位醫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注。

1913年,Schlenk在Jena大學擔任杰出(副)教授,該部門是由Ludwig Knorr(德國化學學會主席,1915年-1916)領導的研究中心。Schlenk繼續研究酮基,并在1914年報告了烯烴(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年報道了第一種穩定的二自由基“施倫克烴”。1917年,施倫克和Holtz報道了通過汞衍生物的交換反應制備鈉化合物RNa(R=Me、Et、nPr、nOc、Ph和Bn),以及第一種有機鋰化合物MeLi、EtLi和PhLi。

1918年,Schlenk被邀請到維也納擔任第二化學研究所的教授和所長。施倫克繼續研究三芳基甲基自由基,并與他的學生Hermann Mark一起報告了五苯乙基自由基的制備。在這一時期,Schlenk獲得了諾貝爾獎提名,因為一些原因而沒有得到這一榮譽,之后又在1924年又一次錯過了諾貝爾獎。這不僅僅是他個人的遺憾,也是諾貝爾獎的遺憾。

1921年,Schlenk擔任了Friedrich Wilhelms(現洪堡)大學的化學實驗室主任。1922年,Schlenk擔任德國化學學會的副主席,又在1926年至1928年擔任主席。第一次世界大戰后,德國作為戰敗國在國際科學活動也受到了排斥,Schlenk則積極地參與國際學術的交流活動,為自己的國家發出聲音。這一階段,Schlenk從事芳香族烯烴與堿金屬反應的綜合研究,其中一個重要結果是發現了有機鋰對碳氫化合物的直接鋰化作用,如使用乙基鋰的芴反應。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《有機化學中的有機金屬化學》,描述了在玻璃儀器中處理敏感材料的技術,就是Schlenk無水無氧操作技術。這是他多年從事金屬有機化學研究,在不斷操作過程中凝煉的智慧結晶。正是這種裝置使Schlenk的名字廣為人熟知,甚至超過許多諾貝爾化學獎得主。用于傳輸的旋轉裝置被稱為“Schlenk-Kreuz”,或“Schlenk-cross”。

Schlenk不僅在科研領域有巨大成就,而且還認真從事教學研究工作。1932年,施倫克與Bergmann(以色列有機化學的創始人)共同出版了有機化學綜合教材的第一卷,共805頁。在那個年代編寫教材特別辛苦,就像魯迅的所說這項工作吃進去的是草,擠出的是奶。1939年,他的教科書的第二大卷出版了,出于權宜之計,沒有將Bergmann列為合著者,這令Schlenk非常不高興。據報道,第三卷幾乎完成了,但這本書從未出現過。

隨著阿道夫·希特勒領導的國家社會黨掌管德國政府,Schlenk因為堅持自己的民主理想而受到排擠,例如拒絕以 “希特勒萬歲”開始演講。1935年,施倫克被柏林撤職,成為tubingen圖賓根大學教授,之后一直從事教學和管理工作,沒有再發表研究論文。

Schlenk在1943年去世。此前一年,即1942年,他被德國化學學會開除。

Schlenk是20世紀最有才華的化學家之一,他親自做實驗,清理儀器,設計裝置,因此對實驗技術有極為深刻的理解。盡管他沒有獲得諾貝爾獎的榮譽,但是Schlenk技術就是一座豐碑,矗立在有機化學學者的心中。(作者:大連理工大學 譚大志 許怡璇)

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

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