罗伯特·格拉布斯：有机合成化学应用于医疗材料领域

2005年诺贝尔化学奖获得者、美国科学院院士、中国科学院外籍院士罗伯特•格拉布斯

　　新浪财经讯 “第二十届高交会-中国高新技术论坛”于2018年11月14日-16日在深圳举行，本次论坛的主题为“坚持新发展理念、推动高质量发展”，2005年诺贝尔化学奖获得者、美国科学院院士、中国科学院外籍院士罗伯特•格拉布斯出席“颠覆性创新技术”主题论坛并演讲。

　　谈到有机合成化学在医疗和材料领域的应用，罗伯特·格拉布斯表示，我们需要关注以下几个问题：首先是新材料的发掘和应用，比如说医学领域、化学领域，例如新药开发和新的医疗仪器的制造；其次，化学可以很好地改进制造业，例如通过材料的改进，可以增加深海钻油平台的深度，取得更好的经济效益。

　　以下为演讲实录：

　　罗伯特·格拉布斯：女士们先生们大家下午好，非常高兴能够回到深圳，也非常荣幸能够参加本次中国高新技术论坛以及二十届的高交会，我当然也是备受压力，因为我代表了很多都是有机化学界的人士，有机化学其实在过去半个世纪发生了很大的变化，过去我们每天的工作真的是做了过去很多大规模，包括隔离不同的结晶花了很多时间想要了解各种反应和变化，从它的历史由来，现在也做到了各种不同的，从过去大规模的反应到小规模的反应能够快速识别。我们现在也有一位我的同事，大家可以做一系列的结晶物的新结构，包括它的复合物，几分钟就可以做出来。包括一系列的结晶产物的快速识别，化合物的识别现在的速度不可谓不快，过去那么多年的发展，已经基础性的研究工作中其中一部分分享，帮助大家了解有机化学的产业，包括制造大小分子方面所做的工作。

　　另一方面，在上世纪50、60年代，人们打造了不少分子，但是要花很多的时间才有这样的能力，但是现在有了一代又一代新的工具，它的应用性也大大提高，我自己了解最多，也是我过去40年所做的研究相关课题，跟大家展示一下我这个过程中发生的变化，也真的能够看到我们做了很多基础性的研究，而且这些基础性的知识了解也能够催生很多新的产品和应用，甚至这些也是之前超越我们的预期。

　　这是上世纪60年代开始，它有非常简单的内容，从左边有六个碳原子，右边也有六个碳原子，中间就是以不同的方式进行结合，通过改变它的连接性，包括能够改变它的活性，比如说左边这些复合物，其实现在我们的发展速度真的很快，在产业当中包括利用了这些一系列有机反应。同样，也是在我最早写博士后论文的时候，当时这还大家都未知的领域，这也是我们开始希望去了解，当时我没有想到后面会发生那么多的事，但是我也觉得做根本性研究有大好处就是我们尝试新事物，另一方面我们最早开始做催化剂的时候，那个时候我们做的只有有关氢和碳的结合，但是不如其他的聚合物令人激动，它是可燃的，有时候制造新药，能够让你的复合物治疗疾病，不仅仅要增加这两种化合物，我们通过这一系列的反应可以带来很多有用的效益。在这个流程当中我们也是非常重要的一点是需要了解或者说我们觉得是不是真的理解这些原子如何重新从打破到结合，从关环到开环，我们需要做很多的其他工作。

　　首先要找一条线索，这个反应是怎么发生的，哪一部分件被打破，他们怎么结合，和谁结合了等等，这里有一个流程，可能先用金属和烯烃做反应生成一系列的中间体，在这个研究中要去了解它背后的双键和配合物，因为也有一位非常知名的专家参与了很多。看起来并不是很复杂，这样的一个研究既包括金属，金属卡宾和双键和卡宾配合物等等；在那个时候我们真的花了很多时间理解背后的细节，是关注那些件是先断裂，那些是再进行组合的等等。这样的反应可以做一个比喻，有一个很好的比喻，可能就像我们在跳舞，这个催化的反应就像我们彼此之间会交换舞伴，就像一个广场舞一样，中间有一系列的人，他们不断地换舞伴，当他们每一次换舞伴的时候，他们可能首先要和原来的这个件断开，再和新的舞伴结合，也就是会生成另外一个新的烯烃，再不断往后走，穿蓝色的人断开结合，不断会产生新事物也会带来新的选项和可能，我不知道是不是能够给大家播放这个视频。

　　其实刚刚那一段就是通过交换舞伴的反应来帮助大家了解它背后的一些机理，一旦我们了解之后这部分的工作也变得简单多了，这中间我们对于反应有了更多的了解，很多都是基础性的了解，但是那个时候应用方面还不够。进入到90年代早期，我们开始真正开发出这一反应好用的催化剂，应用更方便，并且具有更好的耐受性，这一点我们也感到非常激动。这是我们之前没有办法能够做到的。

　　当我们有了这个催化剂之后，很多人产生了浓厚的兴趣，于是我们开始想要做不同的事，之后我们提出了一系列理论，把它从实验室带到商业化，这个过程当中也是经过了很多的时间。但是在这里我们真的是花了那么多的时间思考，去追究它的相关机理非常重要，也非常荣幸，包括和南科大一起合作，我也非常荣幸能够建立起这样的专门研究机构来解决，包括能够让这些催化剂得到更好的使用。我也非常高兴在深圳在这个的环境下，在我们所在的研究所里面有越来越好的硬件，也有越来越好的人才能够在我们的实验室里面带来更多的新的应用。

　　在美国其实那个时候发生了很多事情，我们知道上个世纪80年代一个叫（拜读）法案，中国有机会也可以利用，在学界有的时候想要拿到资金才能够做研究，同样对于这个过程来说如果你要等很久，中间要拿到专利的时间隔得太长，这个临时专利可能是一个文件递交会获得一年的保护期限，在此期限只有该临时专利的持有人可以提出相关的专利申请，你有机会利用这个时间发表一些内容，能够做很多的学术工作。我们加州理工学院帮助很多专利申请，其实在这些技术背后真的有很多学术界人士产业界人士的加入。MIT化学系教授，我们和他做了金属料的催化剂，也是打造了很多以金属为中心的官能团，有意思的是从学界的角度来说，我们做了很多的反应发现新的东西，发表出来。世界各地的人很有创意的人看到我们的发表，他们想要了解如何能够从中挖掘开发应用。我要补充一点，平台技术非常重要，如果你是搞技术，如果你开始搞企业创业，你最开始做决定的就是你的企业是不是基于平台技术来做的，还是不是有一些很小的专著，就是它能够用在不同的行业，用在不同的手段，你可能有很多不同的方向，如果你做企业运营，平台技术也会带来很大的选择，你做企业要关注那么多的机会，要聚焦于哪个具体的机会是适用于你这个企业，哪个机会最有可能成功，这是我们需要决定的。

　　我们要提这个概念，平台技术它本身是非常有意思，但是从学界和企业界有不同的考量。整个催化剂的应用真的是非常多，我们知道技术尤其用来做新药，（杨森）制药做了丙肝业务，这也是非常知名的，正是基于它对应的钛通过负分解的反应，真的是发现很多不不同的可能性，包括结合一些氨基酸带来的结果也是超越我们的想象，另外我们会去思考做了很多基础性的科学研究，在上世纪90年代晚期有很多的发现，包括新的药物，2014年做了（定书钛）的产品，还有其他的非常部分，就是大型的零部件。平台技术就是有不同的应用，从制药业开始到其他的行业，这是我们中间非常有趣的一环，我非常兴奋，但是企业运营的角度你必须要有聚焦。

　　我向大家介绍几个例子，在这个过程中我们发现了这个技术可以有很多的应用，几年前我们希望用开再生能源发展我们的产品，我们发现一种种子油，我们开始研究这种分子结构，就可以看到在这个过程当中可以有一些附加值发展成为新的产品，就帮助企业来开始研发产品。

　　第一，我们需要做两个方面的事情，在这个基础上我们首先要做的就是要有很多有效的催化剂，这种东西并不会非常贵。

　　第二，一定要使它非常有活力。在这个过程当中，会有很多的化学反应，比如说在印尼夏天非常潮湿，所以在那里会有非常多的虫子，因为那里很潮湿，所以为了很好地去控制害虫我们希望有非常有效的催化剂帮助我们很好地控制害虫，所以我们首先要发展一种有效的催化剂，要有活力的催化剂来帮助我们控制这个形势。另外我们要有广泛的应用，这种东西必须是非常健康的，在印尼我们发现在那里有一个流程图，告诉大家如何地去进行生物的提炼，怎么制作这种植物油，你可以看到我们首先要用非常高的温度帮助我们制造这种物质，你将化合物进行分解，正如我们的生物链制厂所做的工作一样，首先要分离才会有进一步的分解和组合，在印尼的工厂里面，在那里炼制厂可以看到这种生产，这是非常重要的，我们需要用一些可再生的东西帮助我们来生产，控制害虫的物质。

　　比如说现在我们的油非常贵，所以也是可以利用技术帮助我们很好地生产燃油、生物食油化品。这个是跟经济紧密结合的部分，所以我们希望能够用这种技术生产绿色的能源，我们希望能够找到很好的解决方案，我们希望能够生产一些高效的石油化工产品，我也是经常跟我的学生说，经常问他们说，这里面我们可以做什么样的改变，细节是什么？比如说棕榈油来自于哪里？通常要砍树，我们希望能够减少这种行为，希望通过这种负分解帮助我们生产所需要的物质，而不需要破坏植被，从经济的角度，社会发展的角度，技术的角度我觉得我们是可以实现原定的目标，也就是可以生产可再生的能源，接下来我要讲的是跟除虫剂。

　　我们附近有很多的昆虫，就像飞蛾，昆虫其实是可以帮助我们有效地控制数量的，因为我们它会停在树上会发送一些信号来吸引昆虫过来进行交配，我们可以在这个过程中进行交配的干扰行为，以此帮助我们控制害虫的数量；农民做什么呢？首先农民要知道这种化学物质是什么，这种性激素是什么，可以让他们很好地控制害虫数量。首先要知道里面的化学物质是什么，比如说这种物质的作用很好地破坏昆虫之间的交配，因为我们在这个过程当中并不是说杀死某一些东西，而是通过干扰交配的行为去很好地控制昆虫的数量，在这个刚才当中可以很好地控制成本，在世界范围内都是在不断地探索新的方法，一些低成本的方法帮助我们很好地去控制昆虫的数量，所以我们研究了一些化学物质它的分子结构，比如说像这种，我们叫做PTB性激素可以很好地控制条文虫，我们可以看到这种可以创造新的聚合物，这样的话我们就可以很好地控制昆虫的数量。这也是应用这种技术的另外一个例子。

　　我想我们不会停止探索的脚步，我们在未来还会继续探索更多的应用。接下来我要跟大家介绍关于聚合物，这是聚合物的结构，看起来是非常复杂的结构，事实上我们需要将这些结构进行分解然后重新组合，就会看到有一些双件的化学分子出来，所以通过重新的组合，生成新的聚合物就可以有新的产品可能。

　　比如说可以有新的催化剂出现，这样的话也能够很好地控制昆虫问题等等，比如说我们有一种材料叫做Poly—DCPD，其实也是非常有趣的化学材料，这里可以有一些新的应用，现在我们是刚刚完成了这个项目，这也是非常有趣的项目，让我们了解到如何使用一些新的技术，比如说我们在海湾是不是真的需要去钻油呢；我知道在这个过程中也会破坏海洋，因为你的温度是非常高的，因为温度很高不一定能够把这个油框出来，所以我们需要对流动的管线和海水之间提供一个牢固的热屏障，这样的话保温的系统是一种稳定的不可压缩的固体在深水当中有效地运作，设计的水深可以大于1万英尺，我们在不断探索新的材料可以帮助我们实现这个目标。

　　现在我们可以在海湾地区放在很深的地方钻油，我们也有一些未知的情况会发生，未来仍然要继续探索，我们不知道科学会如何演变和发展；但是我们非常高兴地看到现在有越来越多的绿色技术的应用和发展，在未来在深海领域也会有更多的应用和发现。我也希望更多地去关注，看看大家在这些领域有什么发现和发展。

　　我们需要做的就是要关注以下的问题和方面，首先我们要用一些新的材料帮助我们去实现目标，新的材料真的有很多的优势，比如说我们可以进行主要的测试，可以提高它的续航时间等等，这是我们2018年的团队，我们知道这些新的材料可以在很多的领域，比如说医学领域、化学领域，我们都会有很多的发现和应用。化学领域也可以很好地去改进制造业等等领域，我也非常期待在深圳这里的合作，希望能够跟企业继续地去有新的发现，希望能够带来更多更好的产品，我们可以看到世界范围内的许多企业其实正如PPT所展示的机构都有联系和合作，所以我也非常期待在这里有更多的合作和发现，谢谢大家。

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责任编辑：谢长杉