【正见网2002年03月24日】
[内容摘要] 在多种相互竞争的反应体系中，加入小量某一反应产物作为“向导”来引导反应方向，同时做空白平行实验对比验证。结果发现，小量的“向导”物能使目标产物收率提高一倍。该现象被不同实验者反复确认。然而却无法用已知传统理论解释。本文尝试用法轮大法来解释该客观现象。
引言
酞青是由四个邻苯二甲氰分子通过氰基首尾彼此相连形成的大环分子。它是普通化学分子，不是高分子聚合物，也不是生化分子，分子量在1000-2000之间（结构请见图一）。由于不对称酞青化合物在染料，抗癌药物及薄膜材料工业的广泛应用，人们普遍在寻找有效的合成途径来提高收率降低成本。目前不对称酞青的合成主要靠从具有不同取代基的两种邻苯二甲氰分子的随机四聚反应，生成的一系列排列组合反应物中分离目标产物。如等量A和B可以排列组合出16种产物，他们的概率比为A4:A3B:A2B2:AB3:B4=1:4:6:4:1，再加上异构体的存在，要从这十几种产物中分离出我们的目标手性产物，难度是很大的，尽管我们可以调节A/B比值提高A3B的收率，但目前文献报道的收率一般在15%以下，而且不同的取代基对收率有很大的影响。关于酞青合成的机理，由于反应体系中取代基的多样性，目前还没有统一的理论去解释，[1] 这给我们的收率研究带来更多的困难。
A+B→(1) AAAA+ (4) AAAB+ (6) A2B2+ (4) ABBB+(1) BBBB + linear polymers etc.
例如，当A是3，6-二癸基邻苯二甲(月青)，B是4-溴-3，6-二正丁氧基邻苯二甲(月青)，我们的目标产物是A3B时，如何提高A3B的收率，这是当前在酞青不对称合成中的一个热点项目。我们课题组曾报道 A3B：1，4-二正丁氧基-2-溴-8，11，15，18，22，25-六癸基酞青的收率仅为4.5%。[2]
图一，邻苯二甲氰A,B在随机缩合生成的十几种酞青产物中的主要几种
在提高收率的探索中，我们发现了一种有趣的现象。当我们加入预先制备好的目标产物（其重量百分比小于1.5%），同时做空白对比实验，结果发现目标产物的产量能神奇般的提高一倍。（表一）
表一，不同反应条件下向导实验与空白实验中目标产物生成量的对比（以350mg A和相应的B计算. 其中1-4 是酞青氢化物，5-8为酞青锌化物）
* 该实验为另一工作者操作
实验过程
一般操作过程：
在氮气环境下将40毫克锂金属小片加入预先干燥好的10毫升正丁醇中，加热直到锂片完全消失。（温度控制在90以下），冷却至室温，将丁醇液等分入两个形状大小完全相同的密封试管中，分别加入350毫克3，6-二癸基邻苯二甲月青和相应的4-溴-3，6-二正丁氧基邻苯二甲月青。在其中一个反应器中加入4毫克向导物。将同样大小的搅拌子放入，抽空密封，并在同一油浴中加热相同时间。反应结束后，冷至室温，分别加入1毫升冰醋酸，继续搅拌半小时。减压蒸去溶剂，并用甲醇洗去锂盐。产物粗品用等量的硅胶色谱柱分离。先用石油醚洗脱下非极性产物，再用石油醚/二氯甲烷（10：1）洗脱下目标产物。所得分析数据与文献完全一致。[2]
关于锌化物的制备，只是多加入1.1当量的乙酸锌，其他操作与无机酞青物的制备一样。后处理是不需要加酸，可直接上柱分离。
结果与讨论
从表中可看出，当加入小量向导时，（一般重量浓度小于1%），即使在不同反应条件下，向导实验也比空白实验收率平均增加了125%，即产率是不加向导的对比实验的两倍多。我们把这种现象称为“向导”效应。同时我们发现，向导物的增多并不一定提高增产幅度。
为了证实向导效应的广泛存在性，首先，我们将起始物质B （4-溴-3，6-二正丁氧基邻苯二甲(月青)）换成C （3，6-二-4-甲氧基邻苯二甲氰），同样发现向导实验中产物A3C的产量为对比实验的两倍（实验5）。其次，当我们分别以不同产物类型作向导时，如实验6中A4向导使A4的产量为对比实验的两倍，实验7中以A2C2为向导，使A2C2的产量比空白实验增加了一倍。而在一般的混合分离中，A2C2类型的反应物是很难制备的。所以向导效应是很有应用价值的。
有趣的是，当我们用产物A3C的结构异构体A3C’（图2）为“假向导”去引导A3C的生成时（实验9），（c’是3，6-二-3-甲氧基邻苯二甲氰，而不是3，6-二-4-甲氧基邻苯二甲氰），假向导实验从统计的角度看，产率几乎没有增加。而当我们换成“真”向导A3C时（实验5），向导实验又是空白实验收率的两倍了。
图二，AAAC和AAAD的结构
从以后的实验中我们认识到，向导物的纯度非常重要，因为向导效应是个普遍存在的现象，如果我们向导物中含有杂质，（一般为A4），那用这样的“多向导”会导致A4和A3B 同时增加。当我们经过三次过柱和重结晶得到纯A3B后，只有产物A3B增加收率了。
我们也让不同的操作者重复该实验（实验8），所得结果基本一致，只是在该反应条件下，空白实验几乎没反应，而向导实验却收率很好。由于酞青环合反应影响收率的因素很多，不同批次的实验重现性不好，我们重点比较同一批次中空白实验与向导实验的差异。
以上实验表明，在众多竞争反应体系中，利用“向导效应”可增强目标产物的收率，是个简单适用的新方法。
如何解释这一现象呢？如何从理论上阐述该方法的原理呢？
首先，我们的反应体系是均相溶液系统，不存在结晶过程中的“晶种效应”。由于不同取代基的作用，酞青的环合反应机理至今仍没有个统一的公认理论。关于“向导效应”，我们曾尝试用“自我催化理论”[3] 和“模板理论”以及手性催化等理论加以解释。所有这些理论都假设投入的“向导物”通过氢键或其他化学力与起始原料形成一个新的复合物，通过这个中间体降低该反应活化能，从而引导起始物生成更多的该种组合产物。但这里有三个问题我们用以上理论不能解释。
第一，环合反应开始20分钟后，由于随机组合，在空白实验中也产生出A4和A3B，新产生出的A4和A3B和我们当向导投入的A4和A3B按理没有任何结构差别，如果“向导物”能与起始物形成某种中间体，那空白实验中也能形成这种中间体，我们只投入了少量向导物，（其重量百分比在0.29-1.4%，比普通催化剂的用量还小），怎么会导致空白与向导实验这么大的差别呢？而且该环合反应是均相体系，反应温度下没有固体生成。如果反应存在平衡，加入产物只能导致平衡左移，更不利于该产物的生成了。
第二，A4, A3B, A3C 和 A2C2是有着完全不同的取代基结构，空间位阻和电子特性的，为什么任意选择一种都能与起始物结合，形成某种中间体来指导反应呢？比如A4是个对称的非极性分子，取代基只是烷氧基，而A3B是不对称的极性分子，大环平面上有溴取代基。
第三，为什么化学结构十分类似的“假向导”不能形成某种中间体来指导反应，而体系中任一成员，如A4, A3B, A3C 和 A2C2却都能呢？假向导只是在二级取代中有一个相同的取代基在相邻的位置所形成的异构体。
这个向导效应让我们想起了动物心理学研究中的“趋同效应”。一匹马突然跑起来了，一群马就会跟着它跑。也好比我们人类，当我们来到一个陌生的地方，若此时有一个向导引路，许多人会跟随他的。关于化学分子的“生物特性”，人们已发现了许多有趣的现象。比如“记忆合金”他能记住他在某一温度下的形状，当温度再到该值时，他就又恢复到原来的形状。目前虽然科学家已发现了许多无机物的生物特性，并广泛引用他们，但至今人们仍不能解释其根本原因。
化学分子的这种生命行为让我们想起了李洪志先生在他的著作《转法轮》[4] 中的相关论述：“在另外空间里任何物质都会体现出生命来。当你的天目开到法眼通层次的时候，你发现石头、墙，什么东西都会跟你说话，打招呼。（《转法轮》第七讲）”“大家知道，物质在微粒下有分子、原子、质子，最后往下追查下去，如果每一层你能够看到这一层的面，而不是一个点，看到分子一层的面、原子一层的面、质子一层的面，原子核一层的面，你就看到了不同空间中存在的形式。”（《转法轮》第二讲）也许在分子所在的空间中这些向导分子真像我们人间的向导一样，领导他人走向目的地。
这个解释乍一听好象很荒唐，但我们如果真正从科学的角度加以分析，也不难理解。作为真正的科学家，应该有开阔的思维，未来科学在不断发展，最初的认识不一定绝对正确。我们不妨问问自己，现在的实证科学是否建立在一个完整无误的基础上呢？科学在最初人为地假定了许多定义，定理，他们是否符合客观宇宙真相呢？“现在人类科学的指导思想对于它的发展研究，只能局限在物质世界之内，当一种事物被认识了才去研究它，走这样一条路。而在我们这个空间中摸不着看不到的，但客观上存在的，而又能反映到我们的这物质空间来的现象，实实在在的表现，却不敢去触及，视为不明现象。固执的人硬是无根据而找理由说成是自然现象，另有用意的人违心地一概扣上迷信的大帽子，少于追求的人以科学不发达而避之。如果人类能重新认识一下自己和宇宙，改变一下僵化了的观念，人类就会有一个飞跃。”（《论语》）
事实上目前科技界所发现的事实，足以改变我们的教科书，只是人类固有的观念形成了一套工作思维方法后，很难接受新的观念。当真理出现了，人们也不敢接受，本能地排斥它。目前许多最新科技已在向传统科学挑战。克力斯先生曾编辑了一套系列丛书，列举了许多用传统理论无法解释的“奇怪”现象[5]。
例如，今天的科学家已不认为“万有引力定理”是绝对的正确，在外太空它就不存立，[6] 就象牛顿理论相对于爱因斯坦理论是种局限一样，我们需要进一步探索引力的本质；关于人类的起源，科学家一度相信达尔文的进化论，但现代越来越多的考古学家承认在我们这茬人类之前存在过不同周期的“史前文化”；[7]关于月球的来源，越来越多的科学家相信它是个人造卫星；[8]关于人类的第三只眼，现代解剖学已证实，松果体的前部具备人眼的所有组织结构，特异功能的人就是用这只眼来看另外空间的物体的；[9]植物学家已发现植物也有诸如他心通，远距离遥控等超感功能[10]；关于人类生命的轮回，很多人真能记得他们的前世[11]；关于物质决定意识，还是意识决定物质，今天的科学家认为，人的大脑所产生的念头就是一种物质，如果它是一种物质存在，它不同时也是一种意识存在吗？物质与意识不就是一性的吗？[12] 从这个角度讲，正的宗教不也是种科学吗？一种玄奥超常的科学吗？
我们希望本文能抛砖引玉，使读者在各自领域探索尝试。敬请批评指正。
参考文献
1. Tomas Torres, J. porphyrins phthalocyanines 2000, 4, 325
2. M. J. Cook, M. J. Heeney, 欧洲化学会志Chem. Eur. J. 2000, 6, 3958-3967
3. D. philp, 化学学会综述Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 141-152
4. 李洪志，《转法轮》，ISBN 962-8143-02-6
5. 克里斯， 神秘现象手册，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, 进化论，面临危机的理论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, 植物的奥秘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
作者简介：王竞文，女。1987年本科毕业于四川大学化学系，1990年硕士毕业于兰州大学化学系。现工作于英国剑桥市一生化公司。1997年开始修炼。这篇文章是2001年在英国东安格里亚大学时的科研记录。
