梅隆团队（3）— —《先驱四十年》连载

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《先驱四十年》之五十七

第四章第十一节 梅隆团队（3）

Speier博士‌

1947年6月，John Speier获得匹兹堡大学博士学位，其研究成果形成7项美国专利和3篇出版物。

1947年秋，Ruth Zimmerman加入Speier博士团队，极大推动了有机官能团研究工作。她很快熟练掌握分析提取、物料平衡和物性研究技术，随后她兼职就读于匹兹堡大学，并最终获得化学学士学位。

Speier博士持续研究硅上的氯烷基基团长达三年半，这项成果产生了一项涵盖溴代化合物制备的专利（用溴替代氯作为反应剂）及多篇出版物，包括两篇关于氯化研究结果的论文。

作为有机官能硅氧烷研究的延伸，Speier博士开发出用三甲基氯硅烷"保护"活性羟基、巯基（硫醇）或氨基的方法，使得在对分子其他部位进行合成操作时这些基团保持惰性。完成相关操作后，可移除三甲基氯硅烷"阻断剂"，获得含原有活性基团的产物。

这一发现至关重要，具有巨大的潜在应用价值。药物开发常涉及含多个活性基团的复杂分子，化学家常需在不影响其他基团的前提下针对特定基团进行操作——保护机制的发现使之成为可能。该技术发表于《美国化学会志》，并获得14项美国专利，覆盖多种此前无法获得的硅基取代醇类和酚类。

1949年秋，John Noll加入Speier博士团队，共同开始系统研究硅基取代胺（—NH2）的合成。该过程并不简单：一条成功路线采用格氏法，从氯烷基出发与烷氧基胺反应；另一路线是特定烷胺与氯烷基反应形成盐酸盐，该盐酸盐与碱反应生成硅基胺。

1950年春，Jim Webster加入Speier博士团队，在梅隆研究所前台阶下搭建"胺类反应装置"，旨在加压条件下使挥发性胺类（特别是液氨）发生反应，大规模制备氨烷基硅氧烷衍生物以供商业应用评估。Webster特精于此道，成功制备出多种化合物并使其产量升级。但米德兰总部对此未显现兴趣，这些化合物被视为"普通化学品"而非有机硅产品，其应用价值始终未被探索。

1951年1月，该装置被改造用于制备硅氮烷（具有Si-NH-Si骨架的化合物），由氯硅烷与氨反应生成。此前虽有过少量制备，但未进行系统研究。硅氮烷与醇、酚、硫醇及HCN反应生成烷氧基硅烷、硅硫醚（-Si-S-Si-）和氰基硅烷（-Si-CN）。其应用之一是通过处理气相二氧化硅表面的硅醇结构（-Si-OH）——该获专利保护的工艺用于制备道康宁称为"J填料"的补强材料，可防止脆性硬化并产生更高强度的SILASTIC®。

硅氮烷的重要应用是作为保护剂，如同三甲基氯硅烷能阻断分子末端羟基防止进一步反应，六甲基二硅氮烷可实现相同效果，且具有使用简便、毒性更低、腐蚀性更弱的优势。通过使活性基团与三甲基氯硅烷（(CH3)3SiCl）和六甲基二硅氮烷（[(CH3)3Si]2NH）的混合物反应，硅氮烷能保护分子中任何活性基团。该过程已获专利，现被众多分析和合成化学家广泛使用。

Speier博士在有机官能化合物领域的工作代表了有机硅化学领域的重大突破。本质上，Speier使得在浩如烟海的有机化合物（可能达百万种）中制备含一个或多个硅原子的化合物成为可能。仅在生物活性有机化合物这一领域，有用化合物的数量就可能达数万种。通过引入硅元素，该数目将大幅扩展，为发现未知活性、开发新型药物带来激动人心的潜力。

礼来公司（Eli Lilly and Company）

1951年12月15日，Speier与McGregor前往印第安纳波利斯，与礼来公司研究团队会谈，Speier向公司多个部门讲授了有机官能硅烷的合成技术。

当日离开前，双方就开展广泛合作研究硅原子对有机分子生物活性的影响达成共识，这将是又一次未知领域的探索。此前7年间Speier团队制备了数百种有机官能化合物，但据其所知无人研究过这些化合物的生物活性。

礼来公司迫切启动研究，Speier博士提供24种化合物（醇类、酚类和胺类及其衍生物）供其研究。礼来专家采用自选方式测试活性，并通过定期会议向Speier反馈研究成果。

与礼来公司的联合项目持续了三年，期间Speier向礼来提供了94种纯化合物。部分产品展现出商业化前景，但该项目在 Collings 博士任期的早期被终止，最终无一实现商业化。

待续............