摘要：2025年10月，《自然·化学》刊登了朱迪·吴教授的《苯的人类故事》，将目光重新投向两个世纪前那个改变化学史的瞬间。这篇文章不仅回溯了苯从被发现到成为现代化学基石的历程，更揭示了科学探索中“好奇心、严谨性与人文温度”的共生关系。当我们翻开这篇跨越两个世纪的科学

2025年10月，《自然·化学》刊登了朱迪·吴教授的《苯的人类故事》，将目光重新投向两个世纪前那个改变化学史的瞬间。这篇文章不仅回溯了苯从被发现到成为现代化学基石的历程，更揭示了科学探索中“好奇心、严谨性与人文温度”的共生关系。当我们翻开这篇跨越两个世纪的科学叙事，不难发现，如今在苯及其衍生物研究领域，中国力量正以独特的方式续写着新的篇章。

一、从伦敦煤气灯到凯库勒之梦：苯如何颠覆化学认知？

1825年的伦敦，浓雾笼罩着泰晤士河。24岁的迈克尔·法拉第正埋首于英国皇家研究院的实验室，专注于分析煤气厂蒸馏后的残留液体。彼时的煤气灯是城市的主要光源，而这种被称为“照明气”的副产品，在当时只是被当作废料处理。法拉第却从这瓶浑浊的液体中，分离出一种无色透明的液体——它有着独特的甜味，沸点恒定在80.1℃，密度为0.8765 g/cm³。通过元素分析，他计算出其最简式为CH，并将这种新物质命名为“氢的重碳化合物”，这便是苯的首次亮相。

但真正让苯成为化学革命核心的，是半个世纪后的一场“梦境”。1865年，德国化学家奥古斯特·凯库勒在论文中提出了苯的环状结构——六个碳原子首尾相连，形成一个六边形的“指环”，每个碳原子再连接一个氢原子。这个后来被证实的结构，彻底打破了当时有机化学界对“碳链结构”的固有认知。有趣的是，凯库勒在回忆中提到，这个灵感来源于他在马车上的梦境：“一条蛇咬住了自己的尾巴，形成一个旋转的环。”

不过，科学的真相往往比传说更复杂。翻阅《自然·化学》文章列出的参考文献会发现，早在凯库勒之前，英国化学家阿奇博尔德·库珀就于1858年提出了类似的“双键环状”结构，只是因当时学术传播的局限未能引起关注；奥地利化学家约翰·洛施密特在1861年的《化学研究》中，更是直接绘制出了苯的六边形环状示意图。这些被历史烟尘掩盖的细节，恰恰印证了朱迪·吴教授在文中的观点：“科学发现从来不是单点突破，而是无数研究者在黑暗中共同点亮的火炬。”

而将苯的结构从理论推向实证的，是英国女科学家凯瑟琳·朗斯代尔。1929年，她利用X射线衍射技术，首次清晰地“看到”了苯分子的六边形排列，其键长数据（碳碳键长均为0.139 nm，介于单键0.154 nm和双键0.134 nm之间）完美证实了凯库勒结构的合理性。这一成果不仅为苯的结构画上了句号，更开创了“X射线晶体学”在有机分子研究中的应用，为后来DNA双螺旋结构的发现奠定了基础。

二、中国力量崛起：从“跟跑”到“领跑”的苯衍生物革命

当《自然·化学》的文章回溯苯的百年历史时，如今的中国实验室正以突破性成果，在苯的现代应用领域写下浓墨重彩的一笔。苯作为基础化工原料，其衍生物涵盖了塑料、药物、染料等数千种产品，全球年消费量超5000万吨。而中国在苯的高效转化、绿色合成等关键技术上的突破，正重塑着全球化工产业的格局。

在基础研究领域，中国科学院化学研究所的团队近年来取得了令人瞩目的成果。2024年，该团队在《德国应用化学》发表论文，报道了一种基于“单原子催化剂”的苯羟基化反应新技术——在常温常压下，利用负载于二氧化钛表面的单原子铜催化剂，可直接将苯转化为苯酚，转化率达92%，选择性超过99%。这一技术相比传统的“异丙苯法”，省去了两步中间反应，能耗降低60%，且几乎不产生副产物。要知道，苯酚是生产阿司匹林、双酚A（塑料核心原料）的关键中间体，全球年需求量超1000万吨，中国团队的这项技术一旦产业化，将彻底改变全球苯酚的生产格局。

而在药物研发领域，苯环更是许多重磅药物的“核心骨架”。2025年初，上海医药工业研究院联合复旦大学团队，基于苯并咪唑结构（含苯环的杂环化合物），开发出一种新型抗肺癌小分子药物。该药物通过精准抑制肿瘤细胞的EGFR突变体，在临床实验中对晚期肺癌患者的客观缓解率达到78%，远超国际同类药物的60%。更重要的是，这种药物的合成以工业级苯为起始原料，通过五步绿色反应即可完成，生产成本仅为进口药物的1/3。目前，该药物已进入国家药品监督管理局的优先审评通道，预计2026年上市，将惠及数百万肺癌患者。

在材料科学领域，中国的企业也在发力。2024年，宁德时代联合清华大学发布了一种基于苯并环丁烯（BCB）的固态电解质材料。这种以苯环为基础的高分子材料，具有优异的化学稳定性和离子导电性，其室温离子电导率达到1.2×10⁻³ S/cm，远超传统液态电解质。使用这种材料的动力电池，能量密度提升30%，且彻底解决了电解液漏液和热失控问题。目前，该技术已在宁德时代的麒麟电池中试生产线应用，预计2025年底实现规模化量产。

对比国际进展，中国团队的研究呈现出鲜明的“问题导向”特征——无论是降低化工生产能耗，还是突破药物研发壁垒，都紧密围绕产业痛点。正如《自然·化学》文章中强调的“科学的终极价值在于服务人类”，中国在苯衍生物领域的研究，正是这一理念的生动实践。

三、不止于实验室：苯如何影响普通人的衣食住行？

对于普通人而言，苯或许是一个遥远的化学名词，但它早已渗透到我们生活的每一个角落。从早晨刷牙用的塑料牙刷（苯衍生物聚乙烯），到出门乘坐的汽车轮胎（苯制合成橡胶），再到晚上服用的感冒药（含苯环的解热镇痛成分），苯及其衍生物构建了现代生活的“物质基础”。而中国在苯相关技术上的突破，正以更直接的方式影响着我们的日常生活。

在医疗健康层面，前文提到的新型抗肺癌药物只是一个缩影。事实上，我国科学家基于苯环结构开发的药物已覆盖多个领域：北京协和医学院团队开发的苯甲酰胺类抗抑郁药，副作用较传统药物降低50%，2024年上市后已帮助超100万抑郁症患者；中国药科大学研发的苯并噻嗪类降糖药，可同时作用于两种靶点，血糖控制效果提升40%，且价格仅为进口药的一半。这些药物的普及，让普通患者享受到了科学进步的红利。

在绿色生活方面，中国团队的苯转化技术正推动化工产业的“低碳革命”。传统苯加工过程中会产生大量二氧化碳，而中科院化学所的单原子催化技术，每生产1吨苯酚可减少3吨二氧化碳排放。按我国年产能300万吨苯酚计算，这项技术全面推广后，每年可减少900万吨碳排放，相当于种植4.5亿棵树。此外，中石化2024年投产的“苯乙烯绿色生产线”，利用苯和乙烯为原料，通过新型分子筛催化剂，将反应温度从600℃降至350℃，单吨产品能耗降低200千瓦时，一年可节省电能6亿千瓦时，足够满足200万家庭的月用电需求。

在科技创新领域，苯基材料正成为新兴产业的“隐形翅膀”。除了宁德时代的固态电池，华为2025年发布的Mate 80手机，其屏幕使用的聚酰亚胺薄膜（含苯环结构），由中国科学院深圳先进院联合万华化学开发，厚度仅为25微米，却能承受1000℃的高温和10万次弯折，让手机屏幕实现“折叠无痕”。而在航天领域，中国航天科技集团使用苯并恶嗪树脂制成的卫星天线反射面，重量比传统铝合金材料减轻40%，刚度却提升2倍，为卫星减重和长寿命运行提供了关键支撑。

四、结语：科学的“指环”，永远指向未来

从法拉第在伦敦实验室分离出的第一滴苯液，到凯库勒梦中的“蛇形指环”，再到中国科学家手中的单原子催化剂，苯的故事跨越了两个世纪，却始终贯穿着同一条主线——人类对未知的好奇，对真理的追求，以及用科学改善生活的初心。《自然·化学》的这篇文章，不仅是对历史的回溯，更是对未来的启示：科学的进步从来不是孤立的事件，而是无数研究者、不同国家、各个时代共同编织的网络。

如今，中国在苯及其衍生物领域的研究，正从“技术追随者”转变为“规则制定者”——我们不仅在实验室里突破基础理论，更在产业中解决实际问题，让科学成果真正惠及普通人。当我们回望苯的百年传奇，会发现这个六边形的“魔法指环”，早已不再只是一个化学分子，而是人类科学精神的象征：它连接着过去与未来，串联起实验室与生产线，更将好奇心与人文关怀紧紧扣在一起。

或许，下一个关于苯的突破性发现，就藏在中国某个实验室的烧杯里；或许，下一个改变世界的苯基材料，正从中国的工厂走向全球。而这一切，都将继续书写在苯的“人类故事”里，成为留给未来的新传奇。

来源：智能学院