裁缝用剪刀把布料成各种图形,缝制各种款式的服装;木匠用锯子把木料据成不同的条条和片片,做成式样美观的家具;雕塑家用一把刻刀,能雕琢出形态生动的人物和花鸟。合成化学家也是艺术家,他们用化学试剂,通过控制和改变化学反应的条件,按照人们的需要对化合物的分子进行修补和裁剪,创造出一件件精美的工艺品——新物质的分子。
在有机化合物分子中,有各种不同的基因,不同的基因会使整个分子呈现不同的性质。化学家通过化学反应,把一个基因从分子上“剪”下来或者“贴”上去,就创造出新的物质。把酒精和浓硫酸混合加热到170℃,就能从乙醇分子上“剪下”一个羟基和一个氢原子,得到乙烯,“剪”下来的氢原子和羟基结合成水分子。在化学上,称为“消除反应”。
还有一类反应叫取代反应。在反应过程中,化合物分子中更换了一部分“零件”。把氯乙烷和氢氧化钠水溶共热,溶液中的氢氧根离子就能把氯乙烷中的氯取代下来,形成乙醇和氯化钠。
青霉素是应用最广的抗菌消炎药物,经过一系列化学反应,在青霉素分子上进行裁剪,就得到了新的化合物——新型青霉素,对青霉素已经产生了抗药性的细菌,遇到新型青霉素,只得乖乖投降。
酶是有特殊本领的生物催化剂,但酶的缺点是很娇气,离开生物体后很容易变质失效。科学家对酶的分子进行裁剪,使它成为既保留催化能力,又具有化学稳定性的人工酶,使酶促反应也能用于工业化产生。
现在,科学家已经能给DNA的分子“动手术”了。无论多么复杂的分子,在化学家的“剪刀”之下,都得老老实实,人们可以合成各种新的物质,满足生产和生活的需要。