222 實驗失敗才是科研的主旋律

我有科研輔助系統 222 實驗失敗才是科研的主旋律

許秋對引入氰基這個基團很感興趣，之前有調研過氰化物相關的知識，此時剛好用上。

“無機的氰化物，比如氰化鈉、氰化鉀這類的無機鹽，確實毒性非常高，一點點劑量就會嗝屁的那種。

不過要上氰基的話，用的是有機氰化物，相對來說毒性沒那么高，比如常用的乙腈溶劑只是中等毒類。

而氰化物中毒的原理，是游離的氰離子可以抑制體內細胞多種酶的活性，使細胞缺氧窒息死亡，有機氰化物在體內解離成為氰離子的量并不大。

雖說如此，如果直接接觸、大量吸入有機氰化物蒸汽，還是有很大危險性的，包括想引入氟原子，也要涉及到氟試劑的使用。

總之，我只是提個建議，具體怎么做還要學姐看你自己的想法。”

“好，我再考慮考慮，”陳婉清點點頭，“今天先按照現有設計的C4分子合成吧。”

A502實驗室。

工作效率降低的DEBUFF已經消失，許秋干勁滿滿，準備著玻璃儀器、磁性攪拌子等必要設備。

他選擇的兩條改進路徑，分別是稠環化，以及引入雜原子——硒。

對于剛合成出的3DPDI分子來說，中間的核單元與周圍PDI分子是通過“一根”碳碳單鍵相連接的。

碳碳單鍵可以旋轉，因此分子結構的不固定，形成多種分子構象，這會破壞整個分子的共軛結構，不利于分子內的電荷輸運。

而稠環化，就是將核單元與周圍PDI分子通過“兩根”碳碳單鍵相連接，就可以穩固分子構象，提高分子的共軛性。

就比如兩個人手拉手，只是單手拉著，那么活動起來非常方便，可以解鎖很多姿勢；

但如果雙手都拉上，兩個人的姿勢就被限制住，想玩出什么花樣來就很困難了。

稠環化的這個思路，本質上還是在模仿富勒烯C60這樣的球體結構。

C60的整個分子都是稠環結構，在球體表面共軛體系是連為一體的，電荷輸運的能力非常強。

另外一個引入硒原子的方法，是許秋根據現有文獻找到的思路，算是在舊瓶裝新酒。

在有機光伏材料中，引入硫、硒、氟等元素，可能會提高材料的光電性能，這里想引入氟原子比較難，他最終選擇了硒。

至于光電性能提升的具體原理是什么，現在學術界也沒有一個統一的說法。

很多問題在現階段都是沒有答案的，但不妨礙人們去應用它們。

開始實驗。

第一個反應是PDI3B5的光環化反應。

所用的原料是PDI3B5，碘單質作為催化劑，溶劑是甲苯，條件是常溫、光照，反應時間為24小時。

首先重蒸甲苯，然后在反應瓶中加入剩余的幾十毫克PDI3B5材料。

小分子的反應，對溶劑加入量的要求不高，許秋便在反應瓶中加入了15毫升重蒸過的甲苯，溶解原料。

接著，加入1毫克的單質碘。

最后，將裝置至于高壓汞燈的照射下，大街上的路燈很多就是高壓汞燈，具有低成本、光效高、壽命長、省電等優點。

這個反應，應該是許秋做合成實驗以來，最簡單的一次反應了，幾乎沒花費什么功夫，就完成了，也沒什么危險性。

唯一的缺點就是反應時間略長了一點，要等一整天。

第二個反應是PDI3B6的硒化反應，分為兩步進行，第一步在PDI分子灣位引入一個硝基，第二步用硒原子取代硝基。

第一步的反應，原料是PDI3B6和濃硝酸，溶劑是二氯甲烷，條件是常溫，反應時間8小時。

這次倒是不用重蒸溶劑，直接在反應瓶中加入稱量好的PDI3B6材料，以及10毫升的二氯甲烷。

然后，將3毫升的發煙硝酸溶于5毫升的二氯甲烷，所謂的發煙硝酸，就是硝酸濃度在9097.5的液體，因為溶解了部分二氧化氮而呈紅褐色，腐蝕性極強，可用作火箭燃料。

因為發煙硝酸的高危險性，在取用的時候，許秋特意多戴了一層手套，把通風櫥的玻璃拉到最下面，這才擰開試劑瓶的瓶蓋。

即使這樣，還是有一絲絲酸的味道泄露了出來。

配好的發煙硝酸溶解后，許秋將溶液緩慢滴入反應瓶中，一滴一滴的滴加，沒有全部加完，只加了0.3毫升。

最后，加入一粒磁力攪拌子，常溫下攪拌。

兩個反應投好，只用了不到一個小時的時間。

反應路線是許秋自己設計的，反應條件則是根據文獻資料總結出來的。

雖然大多數有機反應，都在教材上有較為通用的反應條件，但對特定的、專業性比較強的分子，比如PDI的合成反應，文獻的指導意義非常重大。

如果沒有文獻參考，光摸索條件可能都得摸索個三五天，甚至一兩周。

不過，他的分子結構畢竟和文獻中只是相似，而不是完全一樣。

因此許秋對于最終能否得到想要的結果，心里也沒底。

至于動用系統的力量，比如模擬實驗室I，也不是很有合適。

目前他有了模擬實驗室II，模擬實驗室I已經很少啟用了。

后者的主要優勢是可以加速，而像這種反應時間24小時的，強行花費2400積分加速去驗證可行性性價比太低；

如果反應時間比較短，也沒有加速的必要，因為投反應也是有固定的時間成本呢，還不如在現實中投。

模擬實驗室I目前剩下的唯一優勢，可能是不需要消耗材料，可以節省實驗費用。

但PDI這類材料很便宜，可以隨便造。

省錢什么的，不存在的。

投完兩個反應后，許秋在實驗室晃悠了一會兒，見學姐和學妹她們兩個都沒有需要他幫助的樣子，便返回辦公室。

時間一晃，來到了晚上。

因為有學姐這個大燈泡，許秋和韓嘉瑩在辦公室中沒有太過放肆，空余時間大多在認認真真的撰寫綜述。

目前，許秋的進度很快，已經完成了第二部分他負責的PDI內容，正在和學姐負責的ADA部分進行整合。

學妹的話，據她說還差一點點，也不知道真假。

第二個反應的第一步硝基化反應時間已到。

許秋前往實驗室進行反應后處理。

看到點板結果后，他傻眼了。

一、二、三……個樣品點。

“臥槽。”

“師兄，怎么啦？”

“實驗失敗了。”

“需要我幫忙嘛？”

“不用，你繼續過柱子吧。”

“好呢。”

許秋很淡定，他知道實驗失敗才是科研的主旋律。

只是此般味道，他好久沒有嘗到過了，還真是有些懷念呢。

‘既然事實已經發生，當務之急是找到實驗失敗的原因，然后對實驗路線或是方法進行改進。’

‘那么，問題出在哪里呢？’

許秋縮了縮鼻子，聞到了空氣中似有若無的溶劑味道。

這是有機實驗室特有的味道，因為保存著大量開過封的溶劑，哪怕瓶蓋處有墊片，少量的溶劑也會從縫隙處逸散出來。

因此實驗室的通風非常有必要，不然長期待在這樣的環境中，慢性中毒是免不了的。

哪怕戴著防毒面具，溶劑蒸汽還是可以通過皮膚表面滲入人體內部。

實驗室并不是一個適合思考的地方，許秋和學妹打了聲招呼，返回辦公室。

陳婉清正戴著耳機追劇，她抬頭看了看許秋，又低下頭，重新把目光鎖定在電腦屏幕上。

許秋洗了下手，回到自己桌位上，打開電腦，查看自己反應的合成路線，開始分析：

用發煙硝酸進行硝基化取代，條件已經非常猛烈了，按理說PDI分子應該抵御不住硝酸分子的進攻，很容易得到三硝基取代的產物。

每個PDI分子有兩個灣位的反應位點，因為是在同一側，只能上一個硝基，就算……

不對，不是兩個反應位點，而是三個，因為中央苯環和旁邊PDI分子是單鍵相連的，也就是說另一側還有一個額外的灣位反應位點。

三個反應位點，外側的反應位點被取代的機會很高，內側因為空間位阻的存在，反應活性不高，但也不低，也就是可能形成三、四、五、六取代物。

原來是這樣，這么多可能的產物，難怪點板會出現一排樣品點。

如何怎么改進呢？

要么改變硝基化反應，用其他基團進行取代，要么調弱硝基化反應的條件，使中央高位阻區域反應活性降低，要么讓每個PDI分子的反應位點縮減為兩個。

第三種選擇，似乎……剛好和光環化反應契合。

如果先進行光環化，讓分子中心位置變為稠環連接，再進行硝基化，就不用擔心內側的反應位點了，因為它已經消失了。

哎，就是可惜了這一鍋反應原料了。

找到原因后，許秋返回實驗室。

先是將失敗得反應處理掉，然后查看另外一鍋，碘催化的光環化反應。

他點板看了看，原料點已經比較淺了，雖然也有兩三個淺淺的樣品點，但主要產物點的顏色比較深，意味著當前產率差不多已經超過50了。

大概率是成功了，許秋心中大定。

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