对消极结果持积极态度

在我开始我的第一个研究项目之前，我被告知一个残酷的事实:大多数新实验都没有达到预期的结果;一篇四页的研究文章可能是几年努力工作的结果。我们可以根据我们读过的类似例子，精确地规划合成途径，却发现我们添加的一个看似无辜的原子极大地改变了我们分子的行为，把我们的工作直接扔进了比喻的垃圾桶。既然我们花了这么多时间进行最终失败的实验，为什么我们不把它们包括在出版物中呢?

最近，我所在的团队发表了一篇纸其中，我们展示了一种新型卟啉带-环对苯二烯杂化物的高效合成。¹起初，这应该是一个短期的副业项目。可能导致所需产品的反应已经很好地建立起来，并已被描述为在各种构建模块上工作良好。然而，事情并不总是像纸上写的那么顺利。事实上，这个小项目变成了与自然力量的长期斗争。

我的第一个问题出现在从一个较小的卟啉二聚体构建块形成环状结构时。它们形成了，但我们后来发现，来自氧化剂的酸的存在导致了不必要的重排，改变了它们的结构。将反应温度降低到-40°C可以抑制这种副反应。

消极的结果可能是知识的重要来源

最具挑战性的方面是环己二烯在结构内的还原芳构化反应。虽然已经报道了这种类型的转化的许多条件，但很难在纳米环上进行，即使反应在线性模型底物上工作得很好，在涉及萘钠的常用条件下，这表明这种特殊的试剂与卟啉相容。此外，所有尝试的酸性条件都导致了不希望发生的重排。最后，经过几个月的努力，我用金属锂作为还原剂，形成了我想要的产品。然而，有一个问题:我无法重现这种反应。我非常沮丧，但在排除了氧气或水污染的所有可能性后，又过了一个月，我终于意识到，只有一次反应成功了，我用了一个表面呈黑色的聚四氟乙烯搅拌棒。它的外层已经被先前与萘钠的反应破坏了，所以溶液没有与聚四氟乙烯接触。显然，聚四氟乙烯与碱金属反应并脱氟，产生可能干扰反应途径的自由基。有了这些知识，我用玻璃搅拌棒代替;这使得反应可重复。

如果搅拌棒被一些过渡金属污染，就会把生活变成地狱。显然，如果它们很干净，但材料不对，也会造成问题。(1/3)https://t.co/UzGUE0I8yypic.twitter.com/ZbRzrOsI3z

- Wojtek Stawski (@StawskiWojtek)2023年1月10日

当我们发表我们的合成时，我们决定在补充文件中包括我们不成功的合成尝试的观察结果，并描述化合物的不良行为。我们希望向其他研究类似系统的研究人员提供他们可能遇到的挫折的完整信息，而不是只留下一些有趣的小片段，这些小片段可以完美地形成我们的最终分子，但可能不适用于类似的系统。显然，我们报纸的审稿人很喜欢这一点，他们的报告充满了赞美之词。

在我看来，分享消极的结果和观察，这些通常是幕后的秘密，对科学是有益的。省略不成功的尝试可能会对使用特定的化学转化产生偏见——例如，人们可能更喜欢某种方法，因为他们注意到它在三种基质上有效，但没有人提到它在其他20种基质上不起作用。我们还通过告诉研究人员我们在研究过程中所做的尝试，为他们节省了宝贵的时间和资金。同样地，每当使用一种“外来的”和极其昂贵的试剂时，注意是否首先发现一种更传统的试剂无效，这有助于证明成本的合理性。

反对这一观点的人可能会争辩说，消极的结果永远不会像积极的结果那样可靠——化学反应可能由于氧气或水的意外存在、非最佳的实验室温度、强光、人为错误或只是月相错误而失败。然而，当数据正确描述和支持时，阴性结果可以是一个很好的知识来源，特别是当我们可以对任何观察到的副反应提出解释时。

我鼓励每个人尽可能地分享他们的负面结果。这将让研究人员专注于新的项目，而不是做那些明知会失败，但只在实验室抽屉深处的笔记本上记录下来的事情。