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【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。