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熟悉又陌生的伟大化学家——​Wilhelm Schlenk

来源:化学加网原创      2022-09-10
导读:化学是一门以实验为基础发展起来的学科,方法是化学家认识化学的工具或手段,许多重要的发现都依赖于实验方法的革新或进步。化学家只有解决好化学方法问题,才能深刻地理解化学变化的本质,发现化学运动的规律。无水无氧操作就是一项非常基础而又重要的实验操作方法,在这个条件下,消除了水、氧气对反应的干扰,从而获得更为准确的实验信息。无水无氧在操作时,常常使用Schlenk反应装置,但是很多人并不了解Schlenk,在中文平台中也没有他的介绍信息。作者作为一名工程师找不到更多的文献以了解这位技术大神的思想,分析他是如何想到,并设计出来Schlenk装置,只好从英文文献中选取部分内容,介绍这位伟大的化学家。

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图 1 Wilhelm Schlenk (约1905),德国化学学会前主席,1879年出生于慕尼黑。

Schlenk在慕尼黑科学院化学系学习,该系由传奇人物拜尔(Adolf von Baeyer)领导。1905年,他在拜尔的女婿Oskar Piloty的指导下获得了博士学位。Schlenk的论文名为《金属异丁烷与金属间化合物》,这篇论文虽然未发表,但是引领Schlenk开展了有机金属化学的研究工作。

Schlenk曾在乌尔丁根的Weiler ter Meer公司短暂工作过,并获得了醌类化合物研究的专利。1906年起,他在慕尼黑接受行医培训,并于1910年成为了私人医生。而这位医生在三苯基甲基自由基、二苯甲酮阴离子自由基等方面的研究使他受到了关注。

1913年,Schlenk在Jena大学担任杰出(副)教授,该部门是由Ludwig Knorr(德国化学学会主席,1915年-1916)领导的研究中心。Schlenk继续研究酮基,并在1914年报告了烯烃(如二苯乙烯)和芳烃的碱金属加成化合物的形成。他和Brauns在1915年报道了第一种稳定的二自由基“施伦克烃”。1917年,施伦克和Holtz报道了通过汞衍生物的交换反应制备钠化合物RNa(R=Me、Et、nPr、nOc、Ph和Bn),以及第一种有机锂化合物MeLi、EtLi和PhLi。

1918年,Schlenk被邀请到维也纳担任第二化学研究所的教授和所长。施伦克继续研究三芳基甲基自由基,并与他的学生Hermann Mark一起报告了五苯乙基自由基的制备。在这一时期,Schlenk获得了诺贝尔奖提名,因为一些原因而没有得到这一荣誉,之后又在1924年又一次错过了诺贝尔奖。这不仅仅是他个人的遗憾,也是诺贝尔奖的遗憾。

1921年,Schlenk担任了Friedrich Wilhelms(现洪堡)大学的化学实验室主任。1922年,Schlenk担任德国化学学会的副主席,又在1926年至1928年担任主席。第一次世界大战后,德国作为战败国在国际科学活动也受到了排斥,Schlenk则积极地参与国际学术的交流活动,为自己的国家发出声音。这一阶段,Schlenk从事芳香族烯烃与碱金属反应的综合研究,其中一个重要结果是发现了有机锂对碳氢化合物的直接锂化作用,如使用乙基锂的芴反应。Schlenk和他的儿子Wilhelm,Jr.一起提出了使用二乙基镁格氏试剂的平衡,此后称为“Schlenk平衡”。

1924年,Schlenk撰写了一章《有机化学中的有机金属化学》,描述了在玻璃仪器中处理敏感材料的技术,就是Schlenk无水无氧操作技术。这是他多年从事金属有机化学研究,在不断操作过程中凝炼的智慧结晶。正是这种装置使Schlenk的名字广为人熟知,甚至超过许多诺贝尔化学奖得主。用于传输的旋转装置被称为“Schlenk-Kreuz”,或“Schlenk-cross”。

Schlenk不仅在科研领域有巨大成就,而且还认真从事教学研究工作。1932年,施伦克与Bergmann(以色列有机化学的创始人)共同出版了有机化学综合教材的第一卷,共805页。在那个年代编写教材特别辛苦,就像鲁迅的所说这项工作吃进去的是草,挤出的是奶。1939年,他的教科书的第二大卷出版了,出于权宜之计,没有将Bergmann列为合著者,这令Schlenk非常不高兴。据报道,第三卷几乎完成了,但这本书从未出现过。

随着阿道夫·希特勒领导的国家社会党掌管德国政府,Schlenk因为坚持自己的民主理想而受到排挤,例如拒绝以 “希特勒万岁”开始演讲。1935年,施伦克被柏林撤职,成为tubingen图宾根大学教授,之后一直从事教学和管理工作,没有再发表研究论文。

Schlenk在1943年去世。此前一年,即1942年,他被德国化学学会开除。

Schlenk是20世纪最有才华的化学家之一,他亲自做实验,清理仪器,设计装置,因此对实验技术有极为深刻的理解。尽管他没有获得诺贝尔奖的荣誉,但是Schlenk技术就是一座丰碑,矗立在有机化学学者的心中。(作者:大连理工大学 谭大志 许怡璇)

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

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