评中断的平衡

导言当前在进化理论中的一场论战是围绕着中断的平衡(punctuated equilibrium)和系统发育的渐变论这两个概念而展开的。中断平衡概念是由一批较年轻的古生物学家积极提倡的,其中有些人把它视为一场科学的革命。就我所知,迄今还没有一个团体积极反对过中断平衡。可是,许多进化学家对它持怀疑态度或不同意其中的某些方面。总的说来,坚持传统的宏观进化观点的进化学家被迫采取守势。无一定方向的     

自然信息

牛津大学的希尔(Allen Hill)和埃德维斯(Mark Eddowes),最近发现了一种能使蛋白质细胞色素C与一种特殊设计的金电极反应的方法,从而实现了用天然蛋白质进行的无机化学反应。用蛋白质或酶还原分子氧或分子氮是化学家们一直在探索的一种     

催化“抗体”

美国伯克里加利福尼亚的化学家利用一种“抗体”来催化没有酶的反应。在人体中,抗体是一种复杂的蛋白质,通过识别并结合外来分子以保护人体免受感染。这种特性已引起化学家的注意,他们想利用它作为“人工酶”来加速化学反应。他们已制成一种能催化 Diels—Alder 反应的抗体。后者是有机化学家     

苏联关于结构化学共振论的哲学讨论

十九世纪的化学家不久就发现许多化合物是不可能用一种简单的,可以解释所有他们已知反应的公式来阐明一个公式说明了的一种特定反应。而另一个公式则解释另一种不同的反应,一个化学家也许用一种化合物的四种或五种不同的分子模型就可以说明那种化合物的所有已知的反应,但这种方法只是增加困难:常识向化学家们表明,任何物质应该     

有机链状大分子光电子能谱的计算方法

定域分子轨道(LMO)与常用的价键轨道的概念相近。它形象、直观,自五十年代提出后,一直受到化学家的重视。目前已有多种定域化方法,用以寻找和确定合理的定域化轨道。LMO的一个重要用处就在于归纳和总结光电子能谱。 使用Foster和Boys的LMO程序和STO-3G基组,对含H、C、N和O原子的60多个     

环丁炔:不可能的分子结构?

环丁炔,一种不应该存在的分子结构,居然被美国的化学家制造了出来,而且这种分子结构能够稳定地存在。它包含一个由4个碳原子构成的环,其中的2个碳原子由三键相连。它的制备和稳定是由于加入了一种包含3个锇原子的金属化合物。环丁炔本是一种极不稳定的分子结构,因为4个碳原子连成一列且中间2个以三键相连时,一般呈直线状。以前大多数化学家认为,把这一直线状分子结构弯曲成正方     

稀土金属夹心化合物向化学键理论挑战

最近,Sussex大学的化学家已把钇、钆和钐等稀土金属原子夹在两个碳原子环之间制成夹心结构的化合物.根据现已承认的化学键规则,这种化合物是不可能制成的.因此这种化合物的制成已向通常的化学键理论提出挑战,并致使化学家去重新考虑稀土元素形成键的方法. 1952年制成第一个夹心化合物二茂络铁,它由两个五角碳环之间夹一个铁原子构成.铁原子利用其一个内层电子与碳环键合,这个内层电子比较靠近铁的外层电子,因此可被吸引供作外加键电子.稀土元素能与碳环键合的外层电子太少,而内层电子得太深,不能参与键合,因此,理论上它们不能形成夹心结构分子.现在该大学的化学家利用稀十元素制成夹心化合物证明理论上可能有错误.他     

当代“炼金术士”:有机化合物自动合成机

<正>8月10-14日,正值全世界化学家齐聚旧金山参加美国化学会2014年秋季会议之际,《自然》杂志推出了一组"2014:化学家的选择"专题报道,其中有描述化学家尝试构建自动合成有机化合物的"梦之机器",也有对制备形貌单一的纳米管的合成方法的描述,包括在实验室中模拟光合作用以及尝试用一种廉价的浴盐(氯化镁)制造太阳能电池。尽管上述尝试会面临诸多挑战,相信,经过化学家们的不懈努力和探索,化学领域终将会出现令人期待的变化。——编者     

工业中有机金属化学的进展和良机

有机金属化学在工业中经历的变化和发展主要发生在50年代。在1950年以前,有机金属的工业应用仅限于主族化合物的化学计量反应。四乙基铅被用作汽油添加剂,锡化合物被用作聚氯乙烯的稳定剂以及砷衍生物用于医药及农业上等。虽然也有些过渡金属簇化物用于一氧化碳的催化反应,但可溶性催化剂并没在工业中起多大作用。 50年代,有机金属化学在美国化学工业中开始以重要学科而崭露头角。随着工业成长,该学科又因奠定了高分子中间体的最优均相催化过程而兴旺发达。但近年来它的日趋成熟也在化工生产中引入了很多问题。发展减慢了,一些美国公司已采取严厉措施以控制投资。在很多大化学公司内,由于减少了对有机金属化学家的雇佣而影响了有机金属化学的发展。值此有机金属化学在工业中的前景一片黯淡之际,做此展望也许不是时候,但在高速发展的电子工业和医疗保健工业的冲击下,正在转换中的有机金属化学会起更广泛的作用,这将足以弥补它在传统的化学工业中地位的变化。本文回顾了有机金属化学发展至今的简况并展望了到90年代该学科在工业发展中的良机。未来并不是过去的简单延续。在世界范围的工业中正在发生重大变革。如果有机金属化学家们能随机应变并希冀为自己的研究找到新出路的话,他们将从这些变革中受益。     

新的催化剂——合成沸石

瑞士化学家们即将在首次研制催化剂方面取得重要进展,这项研究主要集中在改变一类叫做沸石的晶质物质上。这些物质的分子结构呈蜂窝状,透水性良好。最近,化学家们开始把沸石当作催化剂,因为沸石很容易吸收和粘合小分子,它的孔隙度具有吸附剂和催化剂性能。现在,苏黎士瑞士联邦理工学院的两位化学家,G·布伦纳和沃尔特·迈耶发现一种与沸石分子结构直接相关的简单孔隙度。这一发现将使化学家们能控制沸石分子结构的吸收性和催化性,还能增大沸石的孔隙,这些孔隙可以用来分解重油碳氢化合物的较大     

熔铁催化剂用于合成液体燃料的研究——选择催化剂的试探

自水煤气合成液体燃料是煤炼油工业的一个重要组成部分。我国煤的资源是极其丰富的,因此这个工业的发展主要决定於如何寻找一个合理的经济的工业型式。目前比较成熟的合成工业型式是采用以钴为催化剂的常压固定床操作,但是因为它的生产率低,原料气体(H_2:CO=2∶1)比较昂贵,尤其是用作催化剂的主要原料——钴不易大量获得,因此阻碍了这一工业的大量发展。使用熔铁催化剂是合成液体燃料工业的一个新的发展方向。这不仅由於熔铁催化剂价格低廉、来源宽畅和制备简便,而且还因为它具有较高的活性和耐热性,使得它更适宜用於几种新     

自然信息

常温常压下合成氨获得初步突破合成氨工业中所用的哈柏法,已有半个多世纪的历史,这一方法需用400℃以上的高温和350大气压左右的压力。据统计,目前全世界每年用此法生产约四千万吨氮肥,能量消耗极大。而在豆科植物根瘤中的固氮微生物,却能在常温常压下将空气中的氮转变为氨。化学家把常温常压下合成氨作为未来工业的美好理想,因此,近年来国际上化学模拟生物固氮的研究十分活跃。     

激光在化学上的应用

在八十年代里,激光将愈来愈多地应用于化学。化学家正在因袭旧事,探索着催化剂的温度、压力和浓度的正确配合。这是减弱并断裂化学键以完成化学反应所必需的。可是较好的办法总是单纯为需要断裂的化学键提供所需的精确能量。激光能够满足这一需要,因为它是一种强能源,而且从紫外线到微波,它们都可以调     

“蝴蝶结领结”状分子

继研究者制备了现已出名的足球状分子以后,化学家们又合成了另一个寻求已久的含碳化合物,即“蝴蝶结领结”状分子。这一“蝴蝶结领结”状分子的正式名称是螺戊双烯。它是由5个碳原子和4个氢原子所组成的。在过去几十年间,因为分子的碳原子构型的张力非常大,这一化合物曾经倾倒了理论化学家,同时也难倒了实验化学家。该分子的简单结构中聚集了太多的能量,所以化学家们无法解决如何将该分子拼合起来的问题。但设在休斯敦的赖斯大学的W.E.比卢普斯(W.E.Billups)和迈克尔M.黑利(Michael M.Haley)接受了这一挑战,他们在今年6月19日出版的“美国化学会志”上报道了该分子的问世。在费城的宾夕法尼亚大学工作的一位有机化学家     

基础研究与研究生教育

基础研究是探索未知的捷径;正如当今我们大多数人所知:它是实用技术的铺路机,是创造发明的原始素材。由于基础研究着眼于理解问题而不是实用结果,所以一般人往往认为它完全是抽象的、理论上的,只有当它成为工业发展的某一既成事实时,才是“实实在在”的。这是一种错误的概念;随着时间的推移,这一点已变得越来越清楚了。的确,纯科学与应用科学之间     

救火

一个物理学家,一个化学家和一个统计学家被召到院长办公室,他们刚刚坐定就发现一个废纸篓着火了。物理学家说:"我知道怎么办,把材料温度降至可燃温度以下,火自然就灭了。"化学家不同意:"不对,必须先切断氧气的供应,缺少了反应物,火才会灭。"正当物理学家和化学家争论不休的时候,他们     

科学在取得突破的同时,也遭受"损害"

1957年,约翰?肯德鲁(John C. Kendrew)和马克斯?佩鲁茨(Max F. Perutz)通过X射线晶体学方法揭示了第一个蛋白质结构——肌红蛋白的三级结构.之后,他们又确定了血红蛋白结构.作为一名生物无机化学家,我对此深感欣喜——观察着过去只能想象的东西,必定是一种非凡的体验.     

福井的化学求索之路

化学家们的一个宿愿就是揭示化学反应的本质、了解化学反应的机制、预计化学反应的结果。日本第一位诺贝尔化学奖获得者福井谦一教授,以他的“前线轨道理论”为探索实现这一宿愿的道路作出了独创性的贡献。那么,他     

肿瘤细胞反击免疫系统

对付癌症的最大难题之一是为什么患者的免疫系统几乎总是不能消除癌细胞。研究者猜想肿瘤细胞的幸存是靠它能逃避免疫监察或是能阻抑免疫反应。而本期Science报道说，至少有一种癌细胞具有比单是逃避免疫监察更为高明的策略：它们杀灭了攻击它们的免疫细胞。瑞士有一个研究组表明黑素瘤细胞表面载有一个分子，它导致免疫细胞通过称为细胞凋谢的过程发生细胞自杀。比利时首都布鲁塞尔的路德维希研究院的肿瘤免疫学家西尔利·布恩（ThierryBoon）说：这个发现很有趣，也很重要。”正如研究者之一，瑞士洛桑大学的生物化学家容格·肖帕（Jurg…     

自然信息

探索新免疫原近年来,用合成相当于病原体的免疫原部分的多肽来发展新型疫苗的可能性,引起了免疫化学家的重视。合成多肽的首要问题是识别免疫原性多肽。如能确定蛋白质的氨基酸顺序,则问题就可迎刃而