痴迷“硫酸铜蓝”的化学天才


发布时间:2019-07-09 19:33:49


  维生素B12,两块钱一瓶100片,每片2分。你以为它很廉价?你所不知道的是,它的组成曾被誉为有机组成界的“珠穆朗玛峰”,出动了全世界100多名顶尖化学家、耗费长达11年汗水才得以完成。

  谁是征服绝顶的第一人?他就是化学家罗伯特伯恩斯伍德沃德(Robert Burns Woodward),今日是他的40周年忌辰。

  维生素B12是人体必需维生素之一,缺乏会导致叶酸代谢妨碍,诱发红细胞性贫血。直到今日,它仍是最杂乱的天然物质之一,高级动植物体内无法产生,只要微生物才干出产。而伍德沃德等人对它的组成,在化学史上前无古人后无来者。

  仅这一项效果,就足以令伍德沃德名垂青史了。更令人刮目相看的是,在高精度分析仪器尚未问世的年代,他还先后完成了抗疟药奎宁、番木鳖碱、胆固醇、可的松、利血平、秋水仙素、红霉素等多种天然物质的化学全组成,在今日看来,这仍是熠熠生辉的壮举。

  这意味着什么?意味着人们能够不用耗费巨大人力物力,从天然物质中提取具有医治作用的药物成分,受制于微薄的产量,而能在试验室乃至工厂中量产,让药物惠及更多人。

  因此,尽管身处医学界之外,但伍德沃德可谓是“众药之王”。而他获得诺贝尔化学奖的授奖理由,却又并非以上任何一项效果,而是因为他提出了分子轨道对称守恒原理。

  这样一位推动了制药开展的化学天才,是怎样炼成的?

  系蓝领带的伍德沃德|Wikipedia

  差点被麻省理工劝退的“偏科生”

  1917年4月10日,伍德沃德出生于美国波士顿。在他1岁时,身为药剂师的父亲便在1918年流感大流行中死去。男孩痴迷玩具枪,女孩痴迷洋娃娃,但小伍德沃德痴迷的,却是烧杯中清澈的“硫酸铜蓝”。也许是子承父业,伍德沃德从小就迷上了化学试验。

  进入中学前,伍德沃德便已能单独完成当时通用教材《有机化学的有用办法》中的大部分试验。德国是当时的化学研讨强国,11岁时,他乃至找到了德国驻波士顿领事馆总领事,请求到了德国化学杂志上的最新论文复印件来钻研。

  最新的学界效果给了伍德沃德很大的启示,比如1928年诞生的狄尔斯-阿尔德反响,他在一生工作中曾反复使用,来辅佐进行有机物质的组成。

  因为天分过人,伍德沃德16岁便被麻省理工学院破格录取。但他由着性子只学化学,只是一年后除了化学满分,其他科目全挂了,他一度面临被劝退的危机。

  幸而举荐他入学的James Flack Norris教授出面,担保伍德沃德是难得一见的化学天才,才力保他留在了麻省理工。伍德沃德也争光得很,20岁便获得了博士学位,24岁便成为哈佛大学化学系讲师,29岁被聘为哈佛大学终身教授。

  青年时代|Science History Institute

  所以当时的哈佛化学系呈现了一幕奇景:一个稚气未脱的24岁年轻人,站在讲台上,为下面27、8岁的博士生们上课。

  “组成……是一门艺术”

  在20世纪40年代以前,核磁共振和质谱分析等技术方兴未已,天然产物的结构判定如同在黑暗中摸索。1940-1950年期间,伍德沃德发表了多篇论文,先后论说了使用紫外及红外光谱判定分子结构的办法,使用他提出的“伍德沃德规矩”及红外光谱监测法,为当时的化合物结构研讨带来了一场革新。

  使用多种光谱办法,尔后数年中伍德沃德完成了青霉素、马钱子碱、二茂铁、土霉素、链黑菌素、河豚毒素等多种化合物的结构判定。二战期间,他是美国战时出产委员会青霉素项目的参谋,为青霉素出产提供技术支持。



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