CUHK Research

14 中大研與學 2002年6月，在例行的研究小組討論中， 化學系的 謝作偉 教授留意到學生提交的一些 有趣數據。這些數據並非當日討論的主題， 卻給他帶來這樣的想法：也許可以合成一種 十四頂點碳硼烷，這是過去四十年來世界各 地沒有任何研究人員做到的。事實上，在 2003年之前，十三頂點碳硼烷也只是理論。 謝教授說：「做研究必須心思縝密。切勿忽略 細節，因為天使很可能就在細節中。一些不 顯眼的事物，可能帶來重大的發現。」自此， 研究小組艱苦作戰，要合成至今為止所知最 大的碳硼烷籠─ 十四頂點碳硼烷。 碳硼烷是碳和硼原子組成的一種群組，在熱 力和化學上相當穩定，但這種穩定性其實是 一把雙刃劍，一方面使它成為聚合物、陶瓷 及以硼為基礎的癌症治療的理想基本塊（功 能性碳硼烷），另一方面卻使合成大型碳硼烷 的過程極為困難。 究竟是什麼一回事？ 化學家的夢想一直是構建超級分子，以模仿 自然界分子的奇妙功能。試把這些碳和硼原 子想像為不同大小的珠子，把化學粘結作用想像為不同強度 的絲線，謝教授的研究就是探討以不同的方法和組件，把這 些珠子串起來。最終這些珠串有部分可以成為珠寶首飾、輸 送帶的部件、機械零件、籠子等。試想像這十四頂點碳硼烷 是世界最大的分子貨物載體，可用作輸送藥物，很可能是下 一代的含硼癌症藥物。以最佳方法串起珠子的第一步若做得 不夠好，談論它的下游應用方法也是徒然。 合成過程 發現這超級碳硼烷的過程中採用的合成方法，可作為產生功 能性碳硼烷的新策略，本身是另一個有趣的故事。謝教授請 學生在兩個碳原子之間建立連接環，以限制原子的活動。由 於短的連接環難以合成，學生合成了很長的連接環，似乎有 違原有目的。但細看數據之下，謝教授發覺有了這長長的連 接環後，實際上可以在籠內多放置兩個硼原子。其意義在於 經過進一步發展，這超級碳硼烷開發成為含硼癌症藥物時， 同一劑藥物便含有十二個硼原子，而非十個。含硼癌症藥物 的有效劑是硼，它能抑制癌細胞的多種酶活性。這種含有 十二個硼原子的新分子，可能大大增加含硼癌症藥物的效能。 謝 教 授 及 其 團 隊 成 功 合 成 至 今 最 大 的 碳 硼 烷 籠 — 十四頂點碳硼烷的報告，發表於行內地位最崇高的 AngewandteChemie International 期刊上，大家都引以為 榮。他們取得了一般認為幾乎不可能的成就。 把不可能變成可能 謝作偉教授（前排中）與他的研究團隊 Prof. Xie Zuowei (centre, front row) and his research team