硅酮之父-Kipping 的传奇人生

2025-07-04

硅酮之父-Kipping 的传奇人生

化学先驱，从实验室到战场：这位「硅酮之父」如何用化学改变世界？——Frederic Stanley Kipping 的传奇人生（如下图）。

#他是谁？

在化学史上，有这样一位「跨界天才」：

他是硅化学的奠基人，创造了「silicone（硅酮）」一词，奠定现代有机硅工业基石；

他的研究成果在二战中「拯救飞机」，被道康宁高管调侃「和丘吉尔一起赢了战争」；

他的家庭堪称「化学家家族」，妻子的姐妹分别嫁给两位诺奖级科学家……

他就是Frederic Stanley Kipping（1863-1949），一位用智慧与幽默点亮科学星空的传奇人物。

#从「冷门研究」到「工业革命」：他如何改写化学史？

1. 实验室里的「意外命名」

1904 年，Kipping 在研究硅化合物时，发现一类由硅、氧、有机基团组成的物质。他类比有机酮（RR’CO），创造了「silicone（硅酮）」一词 —— 尽管后来发现硅酮与酮的化学性质截然不同，但这个名字沿用至今，成为全球年产值超 80 亿美元的硅酮产业的起点。

2. 格氏试剂的「神来之笔」

在合成方法上，Kipping 是「第一个吃螃蟹的人」：

他率先使用格氏试剂制备烷基硅和芳基硅，替代了早期低效的有机锌试剂；

通过硅烷二醇脱水反应，他合成了首个硅酮低聚物（尽管当时称其为「无特定用途的粘性物质」）。

这些研究被记录在 1899-1944 年间发表的57 篇论文中，其中 53 篇刊登在《化学学会杂志》，为后续硅材料研究埋下火种。

3. 二战战场上的「隐形英雄」

1942 年，道康宁公司基于 Kipping 的研究，开发出Dow Corning 硅酮润滑脂。这种材料被用于飞机点火系统，解决了传统绝缘材料（如虫胶）在高空易被电晕放电击穿的问题。

关键数据：使用硅酮润滑脂后，盟军飞机可在 3.5 万英尺高空持续飞行 8 小时，直接跨大西洋运输至英国和北非，运输时间缩短 90%，被《化学与冶金工程》杂志称为「战时塑料领域最关键突破」。

道康宁高管 Shailer L. Bass （下图左）曾对 Kipping （下图右）笑言：「是你和丘吉尔一起赢了二战！」

#学术界的「斜杠人生」：教授、作家、运动达人

1.「硬核」教材与「柔软」家庭

他与导师 Perkin Jr. 合著的《Organic Chemistry》（1894 年首版，下图），成为全球化学系学生的「红宝书」，修订持续 45 年，影响跨越半个世纪；

他的家庭堪称「学术天团」：妻子 Lily 的姐姐 Mina 嫁给 Perkin Jr.，妹妹 Kathleen（后排右1）嫁给物理有机化学先驱 Arthur Lapworth（后排右3），三位化学家通过联姻形成「学术铁三角」。

课堂上的「毒舌教授」与球场「活力老头」学生曾在他的矿物课上恶作剧，混入一块肥皂。Kipping 拿起肥皂时面不改色：「这是一块…… 厚颜无耻（impudence）！」

退休后，他因欧洲战局迁居威尔士，却因当地高尔夫球场「老有所乐」。利兹大学副校长调侃：「他的青春永驻，多亏了高尔夫球场上对『环状化合物』的熟练操控！」

#永恒的遗产：从诺贝尔奖到「化学地标」

奖项与荣誉：

1909 年获伦敦化学学会 Longstaff 奖，1918 年获皇家学会 Davy 奖；

1960 年道康宁设立Kipping 奖，首位获奖者是硅酮工业先驱 Eugene G. Rochow； 2004 年，英国皇家化学会在诺丁汉大学设立「历史化学地标」牌匾，纪念他合成首个硅酮聚合物百年。

精神传承：诺丁汉大学以其遗产设立Kipping 本科生奖，奖励每年最优秀的化学学子。

#研究重点与典型化合物

在 1900–1910 年期间，Kipping专注于不对称硅化合物的合成与拆分，其核心目标是通过化学方法制备含手性硅原子的化合物，并研究其立体化学性质。他的主要成果包括：

1. 含芳基的手性硅烷，通过格氏试剂或有机锌试剂与硅卤化物反应，引入不同有机基团，制得硅原子连接芳基（如苄基、苯基）、烷基（如乙基、丙基）和卤素（如氯）等不同基团化合物。

2. 手性硅化合物的磺酸化衍生物，将手性硅化合物转化为磺酸衍生物，利用天然手性碱（如 ** brucine（马钱子碱）**）进行结晶拆分。

3. 含杂原子的手性硅化合物结构扩展：硅原子连接含硫、氮等杂原子的基团，如磺酸基、胺基等，进一步丰富手性中心的环境。

Kipping的研究首次证明硅原子可作为手性中心，拓展了立体化学的范畴（传统以碳原子为核心）。他通过实验证实，硅的四面体构型允许基团空间排列差异，为后续硅基手性催化剂和材料奠定理论基础。开发了硅烷磺酸化 - 手性碱拆分法（如下图），成为早期手性硅化合物分离的通用策略。推动了格氏试剂在不对称合成中的应用，为复杂硅化合物的精准制备提供工具。