高盤良，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授(已退休)，中國(guó)科學(xué)院老科學(xué)家科普?qǐng)?bào)告團(tuán)成員。執(zhí)教53年，主要從事物理化學(xué)的教學(xué)和科研工作。
　　
　　經(jīng)常聽到中學(xué)生反映，在高考時(shí)被調(diào)劑到化學(xué)或化工類專業(yè)而感到無(wú)奈，也有的中學(xué)生問：21世紀(jì)是信息科學(xué)和生命科學(xué)的世紀(jì)，為什么我們還要學(xué)習(xí)化學(xué)?在電視廣告、報(bào)紙上經(jīng)常聽到或看到農(nóng)民自曝毒菜、毒肉生產(chǎn)內(nèi)幕，三聚氰胺有毒奶粉、蘇丹紅充當(dāng)食品添加劑、瘦肉精豬飼料、二噁英污染事件等，由于私利的驅(qū)動(dòng)，不法分子不正當(dāng)?shù)厥褂没瘜W(xué)品，給人們?cè)斐闪松钌系牟话踩校`把一切化學(xué)物質(zhì)都當(dāng)成有毒物了，于是在廣告詞中出現(xiàn)“我們的水是不含任何化學(xué)物質(zhì)的!”“開學(xué)了，請(qǐng)不要給孩子買含有化學(xué)品的文具!”等誤導(dǎo)，造成公眾對(duì)化學(xué)的錯(cuò)誤印象：化學(xué)品成了毒品的代名詞，化學(xué)成了罪惡之源，以致發(fā)出“遠(yuǎn)離化學(xué)”的吶喊。因此正確地宣傳化學(xué)應(yīng)是舉辦“國(guó)際化學(xué)年”的一個(gè)目的。到底化學(xué)品是否都是毒品，化學(xué)與人們的現(xiàn)代生活具有什么樣的關(guān)系，本文試圖舉例談?wù)効捶ā?br/>　　
　　功與罪——從三聚氰胺說起
　　
　　三聚氰胺(Melamine)，是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機(jī)化合物，是重要的氮雜環(huán)有機(jī)化工原料，為純白色晶體，無(wú)味，密度1.573g／cm³(16℃)；常壓熔點(diǎn)354℃(分解)；溶于熱水，微溶于冷水，極微溶于熱乙醇，不溶于醚、苯和四氯化碳，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等；低毒，在一般情況下較穩(wěn)定，但在高溫下可能會(huì)分解放出氰化物。最主要的用途是作為生產(chǎn)三聚氰胺甲醛樹脂的原料，從而制成防火、抗震、耐熱的裝飾面板；可制作金屬涂料和氨基樹脂裝飾漆；可制成潔白、耐摔打的日用器皿、衛(wèi)生潔具和仿瓷餐具，電器設(shè)備等高級(jí)絕緣材料；生產(chǎn)抗皺、抗縮、不腐爛的鈔票和軍用地圖等高級(jí)紙等。可以說三聚氰胺是現(xiàn)代生活不可或缺的化工材料。這是三聚氰胺的功，也是化學(xué)家的功。
　　自2008年8月以來(lái)，中國(guó)的甘肅、江蘇、山東、陜西、江西、湖南、湖北等多家醫(yī)院披露：多名1歲左右的嬰兒患上雙腎多發(fā)性結(jié)石、輸尿管結(jié)石等嬰兒罕見病癥。孩子們都曾經(jīng)長(zhǎng)期食用“三鹿”牌奶粉。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，“三鹿”嬰幼兒奶粉受三聚氰胺污染，這是生產(chǎn)者為了增加含氮量以掩蓋其奶粉蛋白質(zhì)含量的低下，非法添加了三聚氰胺。“三聚氰胺事件”不僅影響了國(guó)內(nèi)兒童的健康，而且在國(guó)際上也產(chǎn)生了惡劣影響：2007年3月中旬以來(lái)，美國(guó)發(fā)生4000多起貓、狗等寵物中毒死亡事件，發(fā)現(xiàn)飼喂了含有三聚氰胺的寵物食品的16只動(dòng)物都出現(xiàn)了尿毒癥，發(fā)現(xiàn)了結(jié)石。原因是進(jìn)口自中國(guó)的寵物飼料中含有三聚氰胺。更不可容忍的是由于權(quán)力的不作為造成將查封的含三聚氰胺的乳制品二次作惡，流向市場(chǎng)。這是三聚氰胺的過，是私欲膨脹的不法分子犯下的罪。
　　功與罪，經(jīng)緯分明，化學(xué)家為社會(huì)文明創(chuàng)新研究，化學(xué)家不僅合成了有用的三聚氰胺造福人類，而且提出了區(qū)分乳制品的氮和三聚氰胺的氮，像照妖鏡一樣讓不法分子原形畢露，化學(xué)家是人類健康的功臣。不法分子不正當(dāng)?shù)厥褂没瘜W(xué)品牟取私利，把化學(xué)品放錯(cuò)了地方，成為毒物，造成危害甚至犯罪。我們絕不能有意無(wú)意地把罪惡加在化學(xué)品和化學(xué)家身上。
　　
　　藥與毒——“是藥三分毒”嗎?
　　
　　俗話常說“是藥三分毒”。毒在何處呢?我們服用的無(wú)論是中藥還是合成的西藥，大部分都有兩種異構(gòu)體(化學(xué)成分完全相同，分子結(jié)構(gòu)不同)，他們的分子結(jié)構(gòu)呈鏡面對(duì)稱(如圖1)，猶如人的兩只手一樣，故稱為手性化合物。圖2是藥物“孕停寧”的分子結(jié)構(gòu)，為懷孕婦女克服孕期反應(yīng)的鎮(zhèn)靜劑，是典型的手性化合物。研究表明，只有具有右手性結(jié)構(gòu)的分子是藥物，而左手性結(jié)構(gòu)的分子是毒物，是致畸劑。上千孕婦由于服用左右手性混合的孕停寧而生下了上肢短缺的海豚人，制藥廠因賠償而破產(chǎn)。然而，相當(dāng)多的天然藥物及化學(xué)方法合成的藥物往往是左右手性混合物，如高效止痛藥R-異構(gòu)體有效，而S-異構(gòu)體有毒，是強(qiáng)畸胎劑。又如抗感染藥物S－異構(gòu)體有效，而R－異構(gòu)體對(duì)肝臟有毒。這就是“是藥三分毒”說法的緣故。
　　難道只能在吃藥治病的同時(shí)讓毒物一起來(lái)殘害人的健康嗎?化學(xué)家是最能接受挑戰(zhàn)的科學(xué)工作者，他們決不會(huì)容忍這種狀況繼續(xù)下去。近來(lái)傳來(lái)了喜訊，已經(jīng)發(fā)明了一種不對(duì)稱合成和提取藥物的方法，將手性混合物中的有效藥物提取或合成出來(lái)，不再讓毒物混雜在藥物中，這就能徹底改變“是藥三分毒”的現(xiàn)狀。我國(guó)化學(xué)家陳新滋采用不對(duì)稱催化合成方法合成抗感染藥物已達(dá)到S／R＝99.25／0.75，其中S型是藥物、R型是毒物，如此高的比例說明已把毒物降低到極低程度。據(jù)報(bào)道，最新研究已能合成完全不含毒物的藥物，這就離徹底改寫“是藥三分毒”的歷史不遠(yuǎn)了。
　　
　　剪與接——改變血型
　　
　　“血庫(kù)告急!”時(shí)常在報(bào)紙和電視上見到這樣的呼喚。不僅有血量不足，更有需要的血型不匹配，要是能把血改造為“萬(wàn)能供血者”O(jiān)型多好啊!化學(xué)家已找到了實(shí)現(xiàn)這種愿望的可能。為了了解其原理，我們首先來(lái)看一看不同血型的不同處在哪兒。
　　人的血型分為O、A、B、AB四種，不同的血型主要是由于紅細(xì)胞表面的糖分子鏈結(jié)構(gòu)不同決定的。試看四種糖分子鏈結(jié)構(gòu)：
　　O型：葡萄糖－半乳糖－N－乙酰半乳糖胺－半乳糖－巖藻糖
　　A型：葡萄糖－半乳糖－N－乙酰半乳糖胺－半乳糖－N－乙酰半乳糖胺
　　B型：葡萄糖－半乳糖－N－乙酰半乳糖胺－半乳糖－巖藻糖－半乳糖
　　AB型：為A型和B型兩種結(jié)構(gòu)的結(jié)合。
　　由上可見四種糖分子鏈結(jié)構(gòu)的主要部分是相同的，所不同的是端基有微小的差別。如果采用剪與接的辦法，剪去不同的部分(如B型的“半乳糖”)就成了O型血了；而把A型血的端基“－N－乙酰半乳糖胺”剪去，再按上端基“巖藻糖”就成了O型血了。反過來(lái)，也可以把O型血通過剪與接的方法改造為A型和B型。這種對(duì)分子進(jìn)行改造或動(dòng)手術(shù)的辦法是化學(xué)家的拿手好戲，從工程的角度來(lái)說，可稱為“分子工程”。據(jù)報(bào)道，科學(xué)家從海南咖啡豆里提取到一種酶——2半乳糖苷酶，它可以像剪子一樣把B型血的端基“半乳糖”剪去而成為O型血。但是量太少了，2.2公斤的海南咖啡豆提取物只能把200毫升B型血轉(zhuǎn)換為O型血。為此又尋找新辦法：把從咖啡豆中提取的酶轉(zhuǎn)移到另一種酵母里，就可大量繁殖，復(fù)制出來(lái)供血型轉(zhuǎn)換之用。當(dāng)然，真正變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)還有許多技術(shù)上的難關(guān)需要我們?nèi)スタ恕?br/>　　猶如用一段布料量體裁衣一樣，采用分子剪裁的方法，是作為化學(xué)家的分子工程師的新武器，可以按照需要設(shè)計(jì)和構(gòu)建新分子，如為了把藥物輸送到病灶，就需要制作分子機(jī)器(如圖3)。傳統(tǒng)工藝主要是利用已存在的化學(xué)物質(zhì)，而現(xiàn)在化學(xué)家的創(chuàng)新主要是創(chuàng)造新分子為人類服務(wù)。許多新藥的合成就是分子工程的成果。
　　
　　智與愚——少女之死
　　
　　一名女孩突然無(wú)緣無(wú)故七孔流血，一夜之間，就命喪黃泉，到底是自殺還是他殺?經(jīng)胃中物檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有砒霜，暴斃之謎迅疾揭曉：死者并非自殺，亦不是他殺，而是死于無(wú)知。但砒霜是從何而來(lái)呢?
　　死者生前每天服用維生素C，這沒有問題，問題出在她晚餐吃了大量的蝦，吃蝦本身也沒有問題，但死者卻同時(shí)服用了維生素C和蝦，問題就出在這里!實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，蝦等軟殼類食物含有大量濃度較高的砷化合物(AsO，砷酸酐)。這種物質(zhì)食人體內(nèi)，本身對(duì)身體并無(wú)毒害作用，但在服用維生素C之后，由于化學(xué)作用，使原來(lái)無(wú)毒的五氧化二砷，轉(zhuǎn)變?yōu)橛卸镜娜齼r(jià)砷(亞砷酸酐，三氧化二砷，AsO，俗稱砒霜)。砒霜是劇毒物質(zhì)，能麻痹毛細(xì)血管，使肝臟壞死，心、肝、腎、腸充血，毛細(xì)血管擴(kuò)張，中毒而七竅流血。這才真相大白!
　　無(wú)知猛于虎，無(wú)知首先是人們對(duì)食品化學(xué)的了解太膚淺，我們?nèi)粘５氖澄锖心男┗瘜W(xué)物質(zhì)，它們之間能發(fā)生什么樣的反應(yīng)，生成哪些產(chǎn)物，哪些是有益于健康的，哪些是有害甚至是危及生命的，這些都是要認(rèn)真研究的，只有研究才能出智慧。無(wú)知還在于公眾缺乏化學(xué)的視角，結(jié)果以生命的代價(jià)獲取教訓(xùn)：在服用維生素C期間，應(yīng)忌食蝦類，因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生毒物。因此我們應(yīng)努力提高化學(xué)素養(yǎng)，而不是遠(yuǎn)離化學(xué)。
　　以上通過幾件事例，掛一漏萬(wàn)地說明化學(xué)的昨天、今天與明天與我們的健康生活的關(guān)系。其實(shí)化學(xué)與現(xiàn)代生活息息相關(guān)。有人提出：化學(xué)是一門中心學(xué)科，這是非常符合實(shí)際狀況的。沒有化學(xué)理論在分子層次對(duì)物質(zhì)的了解，生物學(xué)不可能演變成今日的分子生物學(xué)(生命科學(xué))，說不定還停留在顯微鏡和解剖刀的階段。沒有化學(xué)提供信息工程所需要的先進(jìn)材料為基礎(chǔ)，信息技術(shù)也不可能取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展。可以說，化學(xué)是人類健康的衛(wèi)士，環(huán)境友好的朋友，生命科學(xué)、信息技術(shù)等堅(jiān)實(shí)的臂膀。因此中國(guó)科學(xué)院《2004年科學(xué)發(fā)展報(bào)告》中提出“21世紀(jì)是生命科學(xué)、化學(xué)和信息科學(xué)共同繁榮的世紀(jì)”是符合實(shí)際的。何況化學(xué)學(xué)科正在進(jìn)入創(chuàng)建新學(xué)科的高峰時(shí)代。拿一句時(shí)髦的話來(lái)說：為化學(xué)而激動(dòng)是很酷