| 諾貝爾化學獎
★得主：葛拉伯斯、施諾克、夏凡
|
烯互換
觸媒研究歷經30年
2005年的諾貝爾化學獎，頒給已退休的法籍化學家夏凡教授及兩位美籍現職教授，分別是麻省理工學院的施諾克教授及加州理工學院的葛拉伯斯教授，這是表揚他們三位在「烯互換」化學反應的貢獻。
|
|
《兩個實驗室》葛拉伯斯自由派
施諾克愛吹口哨
或許是地域及氣候的因素，分別在美國東北部寒冷的麻省理工學院任教的施諾克教授，與在西南部風和日麗的加州理工學院的葛拉伯斯教授在實驗室的領導有著明顯的差異，施諾克教授的個性較為內向，給人較嚴肅的感覺，但他有個有趣的招牌動作：一邊走路一邊吹著口哨。施諾克教授除了在「烯互換」反應的貢獻卓著外，他的研究團隊在氮氣固定的研究上近年來也有重大突破。
在葛拉伯斯教授的實驗室中，每一個人在研究方向上的自由度很高，討論的風氣很盛行，研究生們都藉由互相討論獲得靈感。葛拉伯斯教授生性幽默且非常平易近人，他和學生的關係就像是朋友。
葛拉伯斯教授的研究除了應用在有機合成上的偉大貢獻外，高分子聚合物領域的研究也是響譽全球。由於葛拉伯斯教授在釕金屬觸媒催化「烯互換」研究的卓越成就，也因此開了一家很賺錢的公司，樹立了由基礎研究到商業應用的典範。
|
 |
美國化學家葛拉伯(左)。(歐新社)
法國科學家夏凡(右)。(法新社) |
「烯互換」是一個金屬觸媒反應，它的用途極廣，對現代合成化學反應影響甚深，堪稱近十年來最重要的化學反應。他們三位的獲獎毫不令人意外，早為化學界所預期。
一個化學反應需要兩個或兩個以上的反應物。常因為反應物間結構的問題，我們需要少量觸媒劑方能啟動化學反應。在合成化學上，化學家經常使用金屬鹽類為觸媒劑。金屬觸媒這個研究領域曾經兩度獲得諾貝爾化學獎，分別是30年前的齊格勒•那答的聚乙烯聚合催化反應，以及5年前的非對稱性催化反應。
這次「烯互換」反應與前兩者相異，在於反應的發現、觸媒劑的研製成功竟逾30年之久，這一個漫長的過程，累積了無數精英的智慧，本次3位化學家的獲獎，顯示出這個反應的價值。
從聚乙烯聚合觸媒談起
「烯互換」反應可追溯至60年代中期。由於齊格勒─那答聚乙烯聚合觸媒的成功商業化，過渡金屬和鋁烴基混合物對烯類催化反應的應用，在當時的工業上一直是重要課題。工業化學家邊克於1964年發表了第一篇有關鉬金屬觸媒催化「烯互換」反應的論文。這個反應奇特之處在於兩個烯本身會自行斷裂再互相重組，得到一個互換的結果。這個反應無須高溫條件即可斷裂一個雙鍵，其鍵能高達每莫耳140仟卡。
70年代以來許多化學家皆為此著迷，因其反應機制於學理上是一個很大的挑戰。這個反應機制在70年代初期始終被認為是進行烯配對機制，但此理論後為夏凡教授、葛拉伯斯教授及凱茲教授等人所推翻。
夏凡教授在70年代初期發現了鉬與鎢的亞烴基化合物，能夠催化「烯互換」反應，由於此類化合物具有金屬─碳雙鍵，夏凡教授根據產物的分佈，主張金屬─碳雙鍵先形成環金屬丁烷中間體，再達成交換反應。這個反應機制不久後由哥倫比亞大學的凱茲教授及葛拉伯斯教授利用同位素分布實驗所支持。雖然夏凡教授、葛拉伯斯教授及凱茲教授提出的反應機制現為科學界所接受，但是當時其核心反應步驟並未被實際觀察到，此為遺憾之處。
核心反應的確立是在70年代末期，由施諾克教授及杜邦公司的泰比分別在鈦及鉭亞烴基經由實驗直接觀察到。
|
