【正見網2002年03月24日】
[內容摘要] 在多種相互競爭的反應體系中，加入小量某一反應產物作為“嚮導”來引導反應方向，同時做空白平行實驗對比驗證。結果發現，小量的“嚮導”物能使目標產物收率提高一倍。該現象被不同實驗者反覆確認。然而卻無法用已知傳統理論解釋。本文嘗試用法輪大法來解釋該客觀現象。
引言
酞青是由四個鄰苯二甲氰分子通過氰基首尾彼此相連形成的大環分子。它是普通化學分子，不是高分子聚合物，也不是生化分子，分子量在1000-2000之間（結構請見圖一）。由於不對稱酞青化合物在染料，抗癌藥物及薄膜材料工業的廣泛應用，人們普遍在尋找有效的合成途徑來提高收率降低成本。目前不對稱酞青的合成主要靠從具有不同取代基的兩種鄰苯二甲氰分子的隨機四聚反應，生成的一系列排列組合反應物中分離目標產物。如等量A和B可以排列組合出16種產物，他們的機率比為A4:A3B:A2B2:AB3:B4=1:4:6:4:1，再加上異構體的存在，要從這十幾種產物中分離出我們的目標手性產物，難度是很大的，儘管我們可以調節A/B比值提高A3B的收率，但目前文獻報導的收率一般在15%以下，而且不同的取代基對收率有很大的影響。關於酞青合成的機理，由於反應體系中取代基的多樣性，目前還沒有統一的理論去解釋，[1] 這給我們的收率研究帶來更多的困難。
A+B→(1) AAAA+ (4) AAAB+ (6) A2B2+ (4) ABBB+(1) BBBB + linear polymers etc.
例如，當A是3，6-二癸基鄰苯二甲(月青)，B是4-溴-3，6-二正丁氧基鄰苯二甲(月青)，我們的目標產物是A3B時，如何提高A3B的收率，這是當前在酞青不對稱合成中的一個熱點項目。我們課題組曾報導 A3B：1，4-二正丁氧基-2-溴-8，11，15，18，22，25-六癸基酞青的收率僅為4.5%。[2]
圖一，鄰苯二甲氰A,B在隨機縮合生成的十幾種酞青產物中的主要幾種
在提高收率的探索中，我們發現了一種有趣的現象。當我們加入預先製備好的目標產物（其重量百分比小於1.5%），同時做空白對比實驗，結果發現目標產物的產量能神奇般的提高一倍。（表一）
表一，不同反應條件下嚮導實驗與空白實驗中目標產物生成量的對比（以350mg A和相應的B計算. 其中1-4 是酞青氫化物，5-8為酞青鋅化物）
* 該實驗為另一工作者操作
實驗過程
一般操作過程：
在氮氣環境下將40毫克鋰金屬小片加入預先乾燥好的10毫升正丁醇中，加熱直到鋰片完全消失。（溫度控制在90以下），冷卻至室溫，將丁醇液等分入兩個形狀大小完全相同的密封試管中，分別加入350毫克3，6-二癸基鄰苯二甲月青和相應的4-溴-3，6-二正丁氧基鄰苯二甲月青。在其中一個反應器中加入4毫克嚮導物。將同樣大小的攪拌子放入，抽空密封，並在同一油浴中加熱相同時間。反應結束後，冷至室溫，分別加入1毫升冰醋酸，繼續攪拌半小時。減壓蒸去溶劑，並用甲醇洗去鋰鹽。產物粗品用等量的矽膠色譜柱分離。先用石油醚洗脫下非極性產物，再用石油醚/二氯甲烷（10：1）洗脫下目標產物。所得分析數據與文獻完全一致。[2]
關於鋅化物的製備，只是多加入1.1當量的乙酸鋅，其他操作與無機酞青物的製備一樣。後處理是不需要加酸，可直接上柱分離。
結果與討論
從表中可看出，當加入小量嚮導時，（一般重量濃度小於1%），即使在不同反應條件下，嚮導實驗也比空白實驗收率平均增加了125%，即產率是不加嚮導的對比實驗的兩倍多。我們把這種現象稱為“嚮導”效應。同時我們發現，嚮導物的增多並不一定提高增產幅度。
為了證實嚮導效應的廣泛存在性，首先，我們將起始物質B （4-溴-3，6-二正丁氧基鄰苯二甲(月青)）換成C （3，6-二-4-甲氧基鄰苯二甲氰），同樣發現嚮導實驗中產物A3C的產量為對比實驗的兩倍（實驗5）。其次，當我們分別以不同產物類型作嚮導時，如實驗6中A4嚮導使A4的產量為對比實驗的兩倍，實驗7中以A2C2為嚮導，使A2C2的產量比空白實驗增加了一倍。而在一般的混合分離中，A2C2類型的反應物是很難製備的。所以嚮導效應是很有應用價值的。
有趣的是，當我們用產物A3C的結構異構體A3C’（圖2）為“假嚮導”去引導A3C的生成時（實驗9），（c’是3，6-二-3-甲氧基鄰苯二甲氰，而不是3，6-二-4-甲氧基鄰苯二甲氰），假嚮導實驗從統計的角度看，產率幾乎沒有增加。而當我們換成“真”嚮導A3C時（實驗5），嚮導實驗又是空白實驗收率的兩倍了。
圖二，AAAC和AAAD的結構
從以後的實驗中我們認識到，嚮導物的純度非常重要，因為嚮導效應是個普遍存在的現象，如果我們嚮導物中含有雜質，（一般為A4），那用這樣的“多嚮導”會導致A4和A3B 同時增加。當我們經過三次過柱和重結晶得到純A3B後，只有產物A3B增加收率了。
我們也讓不同的操作者重複該實驗（實驗8），所得結果基本一致，只是在該反應條件下，空白實驗幾乎沒反應，而嚮導實驗卻收率很好。由於酞青環合反應影響收率的因素很多，不同批次的實驗重現性不好，我們重點比較同一批次中空白實驗與嚮導實驗的差異。
以上實驗表明，在眾多競爭反應體系中，利用“嚮導效應”可增強目標產物的收率，是個簡單適用的新方法。
如何解釋這一現象呢？如何從理論上闡述該方法的原理呢？
首先，我們的反應體系是均相溶液系統，不存在結晶過程中的“晶種效應”。由於不同取代基的作用，酞青的環合反應機理至今仍沒有個統一的公認理論。關於“嚮導效應”，我們曾嘗試用“自我催化理論”[3] 和“模板理論”以及手性催化等理論加以解釋。所有這些理論都假設投入的“嚮導物”通過氫鍵或其他化學力與起始原料形成一個新的複合物，通過這個中間體降低該反應活化能，從而引導起始物生成更多的該種組合產物。但這裡有三個問題我們用以上理論不能解釋。
第一，環合反應開始20分鐘後，由於隨機組合，在空白實驗中也產生出A4和A3B，新產生出的A4和A3B和我們當嚮導投入的A4和A3B按理沒有任何結構差別，如果“嚮導物”能與起始物形成某種中間體，那空白實驗中也能形成這種中間體，我們只投入了少量嚮導物，（其重量百分比在0.29-1.4%，比普通催化劑的用量還小），怎麼會導致空白與嚮導實驗這麼大的差別呢？而且該環合反應是均相體系，反應溫度下沒有固體生成。如果反應存在平衡，加入產物只能導致平衡左移，更不利於該產物的生成了。
第二，A4, A3B, A3C 和 A2C2是有著完全不同的取代基結構，空間位阻和電子特性的，為什麼任意選擇一種都能與起始物結合，形成某種中間體來指導反應呢？比如A4是個對稱的非極性分子，取代基只是烷氧基，而A3B是不對稱的極性分子，大環平面上有溴取代基。
第三，為什麼化學結構十分類似的“假嚮導”不能形成某種中間體來指導反應，而體系中任一成員，如A4, A3B, A3C 和 A2C2卻都能呢？假嚮導只是在二級取代中有一個相同的取代基在相鄰的位置所形成的異構體。
這個嚮導效應讓我們想起了動物心理學研究中的“趨同效應”。一匹馬突然跑起來了，一群馬就會跟著它跑。也好比我們人類，當我們來到一個陌生的地方，若此時有一個嚮導引路，許多人會跟隨他的。關於化學分子的“生物特性”，人們已發現了許多有趣的現象。比如“記憶合金”他能記住他在某一溫度下的形狀，當溫度再到該值時，他就又恢復到原來的形狀。目前雖然科學家已發現了許多無機物的生物特性，並廣泛引用他們，但至今人們仍不能解釋其根本原因。
化學分子的這種生命行為讓我們想起了李洪志先生在他的著作《轉法輪》[4] 中的相關論述：“在另外空間裡任何物質都會體現出生命來。當你的天目開到法眼通層次的時候，你發現石頭、牆，什麼東西都會跟你說話，打招呼。（《轉法輪》第七講）”“大家知道，物質在微粒下有分子、原子、質子，最後往下追查下去，如果每一層你能夠看到這一層的面，而不是一個點，看到分子一層的面、原子一層的面、質子一層的面，原子核一層的面，你就看到了不同空間中存在的形式。”（《轉法輪》第二講）也許在分子所在的空間中這些嚮導分子真像我們人間的嚮導一樣，領導他人走向目的地。
這個解釋乍一聽好像很荒唐，但我們如果真正從科學的角度加以分析，也不難理解。作為真正的科學家，應該有開闊的思維，未來科學在不斷發展，最初的認識不一定絕對正確。我們不妨問問自己，現在的實證科學是否建立在一個完整無誤的基礎上呢？科學在最初人為地假定了許多定義，定理，他們是否符合客觀宇宙真相呢？“現在人類科學的指導思想對於它的發展研究，只能局限在物質世界之內，當一種事物被認識了才去研究它，走這樣一條路。而在我們這個空間中摸不著看不到的，但客觀上存在的，而又能反映到我們的這物質空間來的現象，實實在在的表現，卻不敢去觸及，視為不明現象。固執的人硬是無根據而找理由說成是自然現象，另有用意的人違心地一概扣上迷信的大帽子，少於追求的人以科學不發達而避之。如果人類能重新認識一下自己和宇宙，改變一下僵化了的觀念，人類就會有一個飛躍。”（《論語》）
事實上目前科技界所發現的事實，足以改變我們的教科書，只是人類固有的觀念形成了一套工作思維方法後，很難接受新的觀念。當真理出現了，人們也不敢接受，本能地排斥它。目前許多最新科技已在向傳統科學挑戰。克力斯先生曾編輯了一套系列叢書，列舉了許多用傳統理論無法解釋的“奇怪”現象[5]。
例如，今天的科學家已不認為“萬有引力定理”是絕對的正確，在外太空它就不存立，[6] 就像牛頓理論相對於愛因斯坦理論是種局限一樣，我們需要進一步探索引力的本質；關於人類的起源，科學家一度相信達爾文的進化論，但現代越來越多的考古學家承認在我們這茬人類之前存在過不同周期的“史前文化”；[7]關於月球的來源，越來越多的科學家相信它是個人造衛星；[8]關於人類的第三隻眼，現代解剖學已證實，松果體的前部具備人眼的所有組織結構，特異功能的人就是用這隻眼來看另外空間的物體的；[9]植物學家已發現植物也有諸如他心通，遠距離遙控等超感功能[10]；關於人類生命的輪迴，很多人真能記得他們的前世[11]；關於物質決定意識，還是意識決定物質，今天的科學家認為，人的大腦所產生的念頭就是一種物質，如果它是一種物質存在，它不同時也是一種意識存在嗎？物質與意識不就是一性的嗎？[12] 從這個角度講，正的宗教不也是種科學嗎？一種玄奧超常的科學嗎？
我們希望本文能拋磚引玉，使讀者在各自領域探索嘗試。敬請批評指正。
參考文獻
1. Tomas Torres, J. porphyrins phthalocyanines 2000, 4, 325
2. M. J. Cook, M. J. Heeney, 歐洲化學會志Chem. Eur. J. 2000, 6, 3958-3967
3. D. philp, 化學學會綜述Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 141-152
4. 李洪志，《轉法輪》，ISBN 962-8143-02-6
5. 克裡斯， 神秘現象手冊，1978
6. http://news.bbc.co.uk/hi/english/sci/tech/newsid_1332000/1332368.stm
7. a. http://www.pureinsight.org/sci/sci/eng/newscontent.asp?ID=10528
b. http://www.pureinsight.org/sci/sci/eng/newscontent.asp?ID=10535
c, Denton, Michael, 進化論，面臨危機的理論Evolution: A Theory in Crisis, London, 1985
d, http://www.alternativescience.com/darwinism.htm
8. http://www.pureinsight.org/sci/sci/eng/newscontent.asp?ID=10233
9. http://www.clearwisdom.net/emh/articles/2000/5/18/9001.html
10. a. Peter Tompkins, Christogher O. Bird, 植物的奧秘The secret life of plants
b. Cleve Backster, Evidence of a Primary Perception in Plant Life, International Journal of Parapsychology, vol. 10, no. 4, Winter 1968, P. 329-348
11. Dick Stephen, Past-life Therapy in Action
12. http://www.zhengjian.org/zj/articles/2001/2/1/8092.html
作者簡介：王競文，女。1987年本科畢業於四川大學化學系，1990年碩士畢業於蘭州大學化學系。現工作於英國劍橋市一生化公司。1997年開始修煉。這篇文章是2001年在英國東安格裡亞大學時的科研記錄。
