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2010年诺贝尔化学奖

时间:2018-07-24   来源:经典美文   点击:

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2010年诺贝尔化学奖 第一篇_历年诺贝尔化学奖(1901-2010)

历年诺贝尔化学奖--1901-2010

1901

范特霍夫,荷兰,研究化学动力学和渗透压规律

1902

费歇尔,德国,合成糖类和嘌呤衍生物

1903

阿累尼乌斯,瑞典,提出电离学说

1904

拉姆塞,英国,发现稀有气体

1905

拜耳,德国,研究有机染料和芳香族化合物

1906

莫瓦桑,法国,制备单质氟,发展高温反射电炉

1907

布赫纳,英国,发现非细胞发酵现象

1908

卢瑟福,英国,提出放射性元素蜕变理论

1909

奥斯特瓦尔德,德国,提出催化剂作用理论,对催化、化学平衡、反应速率的研究做出贡献

1910

瓦拉赫,德国,合成香料研究脂环族化合物

1911

居里,法国,发现镭和钋

1912

格林尼亚,法国,发明格林尼亚试剂(格林试剂)

萨巴蒂埃,法国,研究有机化合物催化加氢

1913

维尔纳,瑞士,提出配位化学理论

1914

T.W.理查兹Therdore William Richards,1968—1928) 美国人,精确测量大量元

素的原子量

1915

威尔斯泰特(Richard Willstater,1872—1924) 德国人,研究植物色素,特别是叶绿素

1918

哈伯 (Fritz Haber,1868—1930) 德国人,发明工业合成氨方法 1920【2010年诺贝尔化学奖】

能斯特 (Walter Nernst,1864—1941) 德国人,研究热化学,提出热力学第三定律

1921

索迪 (Frederick Soddy,1877—1956) 英国人,研究同位素的存在和性质

1922

阿斯顿 (Francis Willian Aston,1877—1945) 英国人,研究质谱法,发现整数规划

1923

普雷格尔 (Fritz Pregl,1869—1930) 奥地利人,研究有机化合物的微量分析法

1925

齐格蒙迪(Richard Zsigmondy,1865—1929) 奥地利人,阐明胶体溶液的多相性质

1926

斯维德伯格(Theodor Svedberg,1884—1971) 瑞典人,发明超离心机,用于分散体

系的研究

1927

维兰德 (Heinrich Wieland,1877—1957) 德国人,研究胆酸的组成 1928

文道斯(Adolf Windaus,1876—1959) 德国人,研究胆固醇的组成及其与维生素的关系

1929

哈登 (Sir Arthur Harden,1865—1940) 英国人,研究糖的发酵作用及其与酶的关系

奥伊勒(Sir Arthur Harden,1865—1940) 瑞典人,研究辅酶

1930

H.费歇尔 (Uails Fischer,1881—1945) 德国人,研究血红素和叶绿素,合成血红素

1931

波施(Carl Bosch,1874— 1940) 德国人,研究化学上应用的高压方法 贝吉乌斯(Friecrich Bergius,1994—1949) 德国人,研究化学上应用的高压方法

1932

兰米尔 (Irving Langnuir,1881—1957) 美国人,研究表面化学和吸附理论

1934

尤里(Harold Clayton Urey,1893—1981) 美国人,发现重氢

1935

F.约里奥—居里(Frederic Joliot—Curie,1900— 1958) 法国人,合成人工放射性元 素

I.伊伦—居里(I reno Joliot—Curie:1897-1956)(女) 法国人,合成人工放射性元素

1936

德拜 (Peter Debye,1884—1971) 荷兰人,研究偶极矩和X射线衍射法 1937

哈沃斯(Sir Walter Haworth,1883—1950) 英国人,研究碳水化合物和维生素C

卡雷 (Paul Karrer,1889—1971) 瑞士人,研究类胡萝卜素、核黄素、维生素B2

1938

R.库恩 (Riehard Kuhn,1900—1967) 德国人,研究类胡萝卜素和维生素

1939

布特南德 (Adolf Butenandt,1903—) 德国人,研究性激素

卢齐卡 (Leopold Ruzicka 1887—1976) 瑞士人,研究聚亚甲基和高级萜烯【2010年诺贝尔化学奖】

1943

海维西 (Gyorgy Hevesy,1885—1966) 匈牙利人,利用同位素作为化学研究中的示踪原子

1944

哈恩 (Otto Hahn,1879--1968) 德国人,发现重核裂变现象

1945

维尔塔宁(Aatturi Virtanen,1895—1973) 芬兰人,发明饲料保藏方法 1946

萨姆纳(James Batcheller Sumner,1887-1955)美国人,发现结晶蛋白酶 诺思罗普(John Howard Northrop,1891—) 美国人,制备绩效状态的酶和病毒蛋白质

斯坦利 (Wendell Meredith Stanley,1904—1971) 美国人,制备绩效状态的酶和病毒蛋白质

1947

鲁宾逊(Sir Robert Robinson,1886—1975) 英国人,研究生物碱和其它植物制品

1948

梯塞留斯(Arme Wilhelm Kaurin Tiselius,1902—1971)瑞典人,研究电泳、吸附分析he和血清蛋白

1949

乔克(William Francis Giauque,1895-1982)美国人,研究超低温下物质的性质

1950

第尔斯(Otto Diels,1876—1954) 德国人,发现双烯合成 阿尔德 (Kurt Alder,1902—1958) 德国人,发现双烯合成

1951

麦克米伦 (Edwin Mattison McMillan,1907—)美国人,发现和研究超铀元素镅、锔、锫、锎等

西博格(Glenn Thedore Seaborg,1912-)美国人,发现和研究超铀元素镅、锔、锫、锎等

1952

A.马丁 (Arcger Martin,1910—) 英国人,发明分配色谱法

辛格 (Richard Synge,1914—) 英国人,发明分配色谱法

1953

施陶丁格(Hermann Staudinger,1881—1965) 德国人,提出大分子概念 1954

鲍林 (Linus Pauling,1901—) 美国人,研究化学键的本质

1955

杜·维尼奥(Vincent Du Vig neaud 1901—1978) 美国人,合成多肽和激素 1956

谢苗诺夫 (Nikolay Senyonov,1896-) 苏联 研究气相反应化学动力学 欣谢尔伍德(Sir Cril Hinshelwood,1897—1967) 美国人,研究气相反应化学动力学【2010年诺贝尔化学奖】

1957

托德(Sir Alexander Robertus Todd,1907-) 英国人,研究核苷酸和核苷酸辅酶

1958

桑格 (Frederick Sanger,1918—) 英国人,测定胰岛素分子结构 1959

海洛夫斯基 ( Jaroslav Heyrovsky,1890-1967) 捷克人,发明极谱分析法 1960

利比 (Willard Frank Libby,1908—1980) 美国人,发明用放射性碳-14 测定地质年代

的方法

1961

MELVINCALVIN,美国,研究光合作用的化学过程

1962

约翰·考德里·肯德鲁 (John Cowdery kendrew)英国人(1917--)

约翰·考德里·肯德鲁是英国著名的生物化学家和分子生物学家。一九五七电他首先确定了多肽链在肌红蛋白分子中的空间排列顺序。一九五九年,他又查明了肌 红蛋白分子的详细结构,从而证实了美国化学家、一九五四年诺贝尔化学奖获得者莱纳斯·c·波林关于纤维状蛋白质分子中存在M螺旋体模型的设想。为此,肯德 鲁和他的同事、奥地利血统的马克斯·费迪南掐·佩鲁茨分享了一九六二年诺贝尔化学奖金。

1963

卡尔·齐格勒 (Karl Ziegler)德国人(1898--1973)

久里奥·纳塔 ( Giulio Natta) 意大利人 (1903-1979)

齐格勒博士用来制造世界上最早的低压聚乙烯 的聚合反应器。

从此由三乙基铝和三氧化钛组成的催化剂便脱颖问世了。它与齐格勒发明的聚乙烯催化剂被统称为齐格勒一纳塔型催化剂。一九六三年十二月十日,他们共享诺贝尔化学奖的崇高荣誉。

1964

多罗西·克劳宣特·霍奇金(女)(Dorothy Crowfoot Hodgkin) 英国人 (1910--) 她在维生素B11结构分析上做出的贡献,又为这个新时代增添了一颗璀璨的明珠。现在人们能够采用多种方法提取维生素B12,正是仰仗这一研究成果。

一九 六四年,在多罗西·克劳富持·霍奇金一生中是难忘的一年,诺贝尔奖金评选委员会将这一年的化学奖授予了霍奇金。她是继居里夫人及其女儿伊伦·约里奥一居里 之后,第三位获得诺贝尔化学奖的女科学家。

1965

罗伯持·伯恩斯·伍德沃德 (Robert bruns Woodward) 英国人 (1917--1979) 他对有机合成的重大贡献,荣获一九六五年度诺贝尔化学奖。伍德沃德对有机化学的最主要贡就是他于一九五二年首次提出的二茂铁的夹心式结构。这种结构现在已为人们所熟知,但在当时则是很难想象的。鉴于这一成就,他荣获了一九六五年度诺贝尔化学奖。

1966

罗伯持·桑德逊·马利肯 (Robert S Mulliken) 美国人(1896--)

马利肯是美国著名的物理化学家,由于创立化学结构分子轨道学说而荣获一九六六年诺贝尔化学奖。

1967

曼弗雷德·艾根 (Manfred Eigen) 德国人 (1927--)

罗纳德·G.w·诺里什 (Ronald G.W.Norrish) 英国人 (1897--1978) 乔治·波特 (George Porter) 英国人 (1920--)

由于发明测定快速化学反应的技术,获得1967年的诺贝尔化学奖。艾根等所创立的方法称为“弛豫法”,也叫松弛技术,它包括 温度、压力跳跃法以及离解物效应法。

罗纳德·G.w·诺里什同他的学生乔治·波特以及德国科学家曼弗雷德·艾根一起,因发明测定快速化学反应的技术而获得一九六七年诺贝尔化学奖。

波特和德国哥丁根大学的艾根协力攻关,使反应动力学向前大大推进了一步,开辟了一个崭新的研究领域。鉴于上述成就,独特与他的老师诺里什及后来的合作者艾根共同获得一九六七年诺贝尔化学奖。

1968

拉斯·翁萨格 (Lars Onsager) 美籍挪威人 (1903--1976)

拉斯·翁萨格是美籍挪威人,由于创立多种热动作用之间相互关系的理论而获得一九六八年的诺贝尔化学奖。

1969

德里克·哈罗德·理查德·巴顿 ( Derek Harold Richard Barton ) 英国人 (1918--)

奥德·哈塞尔 (Odd Hassel)挪威

德里克·哈罗德·理查德·巴顿教授与挪威的奥德.哈塞尔教授由于在“形成构象极念和把这些概念应用于化学所作的贡献”,共同获得一九六九年诺贝尔化学奖。他们的研究成果被认为“是一八九四年范德华——拉贝尔理论在立体比学中的一个真正的发展。

奥德·哈塞尔教授同英国有机化学家巴顿,由于“形成构象概念和把这些概念应用于化学反应所作出的贡献”,共同获得了一九六九年诺贝尔化学奖。 1970

卢伊斯·弗德里科·菜洛伊尔 (Luis Federico Leloir)阿根廷 (1906--)

一九四九年,他就在自己简陋的实验室里否定了这一见解,他找到了一种糖核苷酸,即二磷酸尿核苷葡萄糖。这虽然也是一种核苷酸糖,但它的化学活性大于L磷 酸葡萄糖。(今日已知的核苷酸糖约在一百种左右。)它对由葡萄糖生

2010年诺贝尔化学奖 第二篇_2010年诺贝尔化学奖获得者之一 Heck

2010年诺贝尔化学奖

引语

2009年10月6日, 瑞典皇家科学院宣布, 美国科学 家 Richard F. Heck(理查德 赫克)、日本科学家 Ei-ichi Negishi(根岸英一)和 Akira Suzuki(铃木章)共同获得今 年的诺贝尔化学奖。接下来将重点介绍Heck

Heck。

生平

美国教授 Richard F. Heck, 1931 年 出生于美国的斯普林菲尔德, 1954 年在美国加利福尼亚 大学洛杉矶分校获得博士学位. 随后他进入瑞士苏黎世 联邦工学院从事博士后研究, 后在美国特拉华大学任

教, 于 1989 年退休. Richard F. Heck 现为特拉华大学名 誉教授。 Richard F. Heck Born: 15 August 1931, Springfield, MA, USA

Affiliation at the time of the award: University of Delaware, USA

Prize motivation: "for palladium-catalyzed cross couplings in organic synthesis"

Field: organic chemistry

Prize share: 1/3

研究过程

. 1968 年, Heck 利用等当量的 PdX2 与有机汞试剂催化烯烃与卤代烃的偶联反应, 反应时通过 Pd(Ⅱ)与有机汞进行金属交换, 从而形 成 Pd 插入的卤代烃中间体, 再与烯烃进行偶联. 这 种以有机汞为前体的 Heck 反应在室温下即可顺利进 行, 含有不饱和官能团(如烯烃、羰基等)的化合物均 可通过 Pd 的参与而进行碳-碳偶联. 当然, 从反应过 程中我们也可以看到一定的不足: (1) 采用了毒性高 并且昂贵的有机汞试剂; (2) 需要等当量的贵金属 Pd(Ⅱ), 所以往往需要加入 CuCl2 重新氧化反应过程 中形成的 Pd(0)以满足 Pd(Ⅱ)的用量. 随后, Heck 等 人[3~7]发表了一系列论文来说明在室温下发生的碳碳 加成反应. 他们将 PhPdCl 与乙烯反应直接得到苯乙 烯. 后来, Fitton 和 Mckeon 等人[8,9]发现 Pd(0)的膦配 体与卤代芳烃氧化加成可以形成Ar-Pd(L2)-X配合物. 受这一发现的启发, 1972 年 Heck 等人发展了用催化 量 Pd 催化烯烃的芳基化反应, 也就是现在被广泛使 用的Heck反应. 虽然Heck反应已经很好地应用在化 学的各个领域, 但随着科学技术的不断进步以及人 们要求的提高, Heck 反应仍处于金属催化的研究前 沿领域, 还有一些问题亟待改善. 例如研究开发新型

膦配体来解决氯代物反应活性很低的难题. 1999 年, Fu 小组[10]报道了使用大位阻、富电子的 P(t-Bu)3 作 为配体结合 Pd2(dba)3, 能有

效地催化氯苯与双键的 偶联, 产率可达到 80%. 但由于 P(t-Bu)3 配体易被氧 化, 且此催化剂对于含有吸电子基团的氯苯活性较 低, 因此很快又发展了环钯化合物. 早的环钯催化 剂是 Herrmann 催化剂

[11], 因其含磷量低、高效及结 构新颖而成为很好的催化剂, 其催化反应 15 h 可达 到 90%的转化率.

相应成果及应用

Heck反应 是偶联反应中的

一种,也作偶连反应、耦联反应、

氧化偶联,是由两个有机化学单

位(molecules)进行某种化学反

应而得到一个有机分子的过程。

这里的化学反应包括格氏试剂与亲电体的反应(Grinard),锂试剂与亲电体的反应,芳环上的亲电和亲核反应(Diazo,

Addition-Elimination),还有钠存在下的Wutz反应。

Heck反应所用的催化剂主要是含钯类化合物。所用的卤化物和三氟基甲磺酸盐是一类芳基化合物,甲苯基化合物和乙烯基化合物等。催化剂主要有氯化钯,醋酸钯,三苯基膦钯等。载体主要有三苯基膦,BINAP等。所用的碱主要有三乙胺,碳酸钾,醋酸钠等。

Heck Reaction

【2010年诺贝尔化学奖】

The palladium-catalyzed C-C coupling between aryl halides or vinyl halides and activated alkenes in the presence of a base is referred as the "Heck Reaction".

Recent developments in the catalysts and reaction conditions have resulted in a much broader range of donors and acceptors being amenable to the Heck Reaction. One of the benefits of the Heck Reaction is its outstanding trans selectivity. 机理

Heck 反应的机理主要分为四个步骤:

(1)氧化加成. 上式催化循环的第一步是芳基卤和 Pd(0)的氧化加成, Titton报道的芳基卤和Pd0(PPh3)4的作 用支持了氧化加成步骤的机理, Titton 还报道了芳基卤 活性次序: ArI>ArBr>>ArCl.

(2)烯烃插入. 氧化加成给出反式的 σ 芳基 Pd(II)卤 化物

ArPdXL2, 脱去一个PPh3配体后与烯烃配位, 再经 过烯的顺式插入, 得到 σ 烷基 Pa(II)卤化物[5,6], 读者可 以参照上述催化循环机理图.

(3) β 负氢消除. 上述催化循环机理图中的 σ 烷基 Pa(II)卤化物有一个C—C键内旋转, 结果使得β氢原子 (与 sp3碳原子相连)和 Pd 原子处于顺式位置, 接着产生 了顺式的 β 负氢消除. 这个顺式的 β 负氢消除反应会是 一个可逆的过程.

(4)还原消除. 钯催化的偶联反应产物(与芳基直接 相连的烯烃衍生物)游离产生以后, H—Pd(II)的卤化物 再经过一个可逆还原消除

过程, 再生出具有催化活性的

Pd(0)的络合物. 碱性的辅助催化剂通过粗灭产生的卤 化氢, 促使还原消除过程向 Pd(0)络合物催化剂方向移 动.

【2010年诺贝尔化学奖】

机理中涉及一些不同的Pd(0)和Pd(II)的中间体, 这 些中间体的结构和活性依靠实验条件, 钯催化剂可以是 Pd(0)的络合物, 如 Pd(PPh3)4, 可以是 Pd(OAc)2 等. 当 Pd(OAc)2 作为催化剂时, 需要加入 1,3-二(二苯基膦基) 丙基(dppp), 首先形成

Pd(OAc)2(dppp), 再得到离子型 络合物 Pd0(dppp)(OAc)- [7], Pd0(dppp)(OAc)-分解得到 Pd(0)络合物 Pd(dppp). 1

最近文献

2010年诺贝尔化学奖 第三篇_解读2010年诺贝尔化学奖

解读2010年诺贝尔化学奖

蔡蕴明

于2010年十月十一日(欢迎转载,但请注明出处)

今年的诺贝尔化学奖表彰的是一种有机合成技术的发现,由于这牵涉到较高层次的化学知识,不是那么普众化的,即使修过大学的基础有机化学也不见得能理解其影响,因此会有一些人问道,这真是那么重要的技术而值得拿诺贝尔奖吗? 答案是,真的极为重要,而且这个奖给得其实晚了点。 但这样的问题促使了我在翻译完今年诺贝尔奖委员会公布给大众的新闻稿之外,决定再做一点对此课题的介绍。

化学家有一种能力是别的领域如物理、材料或生物学家等等不易拥有的,那就是合成化学分子的能力。 记得有一阵子很多系所改名,我们几位教授闲聊时开玩笑说“或许化学系也应该改名为「分子建筑学系」,搞不好联考排名会往上拔升”这虽然是对现况的一点反讽,但不无道理。物理学家著重在物性,以今年的物理奖为例,得奖者取得石墨烯的方式是一种物理的剥离方式。生命科学家研究生命现象,所研究的分子大半多是生命体已经制造出来的化合物,他们主要在研究那些分子到底在生命现象中扮演何样的角色。化学家在这些领域里具有一种优势,那就是他们可以针对原理及需求,设计一些化合物并在试管中制造出来,以改进原有的性能。当科学家发现某种物质具有某些有意思的物理性质时,化学家会去研究这种物质的性质与其分子结构的关系为何,一旦掌握了其机理,化学家就会针对其结构做一些修饰,使得该特性更为彰显。对于疾病亦是如此,当生命科学家了解了一个疾病在分子层次的病因时,是药学家或化学家去合成一些分子

来医治。一个成功的药被开发出来时,它能救的生命可以是百万或是千万以上,绝不是一个单纯的医生能做到的。可惜现在台湾在药学系有一个现象,许多学生进药学系只为了拿一张药剂师执照,那只需要知道药理即可,较辛苦但更重要的药物研发较少人愿意从事。许多从生命体内得到的物质,常只能取得微量,要进一步研究其性质则有赖化学家来合成。

从上述我的说明,希望现在大家了解了合成化学分子的能力是很重要而独特的。 在众多的化学分子中,有一类的化合物被称为『有机化合物』,此名源自于早期这类化合物皆来自于天然的有机生物体,当时 的科学家甚至于认为这类化合物是神圣的,除了 大自然外不可能以人工的方式制造出来。 当然这样的迷思早被化学家打破,但这类的化合物在生命的体系中常扮演极为重要的角色。 它们在结构上有一种特质,那就是一律具有碳原子与碳原子连结而成的结构骨干,也因此当化学家要合成有机化合物时,碳 ─ 碳键结的建立是非常重要的,这正是成为化学的一个重要领域:「有机合成」的重要目标。

化学分子的结构千奇百怪,制造一个分子的方式普遍是由下而上,也就是透过一些小分子相互的连结而逐渐构筑出完整的架构,化学家在建立碳 ─ 碳键结时不能只拥有一种方法,因为如果只有一种方法的话,化学家很快就会技穷。 那就好像一个工匠,要拥有应付各种需求的工具,才能更有效率的完成其作品。 也因此化学家发展了各种各样的合成方法,来应付可能碰到的各种难题。

基本上好的方法要能够在很温和的条件执行,产率要很高效率才会好。 简单的计算会告诉你,每一个步骤如果只能达到百分之八十的产率,那么五个步骤之

后总产率就掉到百分之三十。 从基本的概念来看碳 ─ 碳键结的生成,通常化学家会去操弄键结的极性,要将两个碳原子连结起来时,会希望一个碳原子上具有正电的性质,而另一个碳原子上具有负电的性质,二者就容易结合。 例如 1912 (Grignard reaction) ,是一个建立碳 ─ 碳键结很重要的方法 ( 图一 ) ,这个反应需要先制造出一个化合物,其中碳原子与镁原子连结,由于镁原子的电负度比碳原子低很多,所以这个碳原子因为电子的偏移,其上会具有相当高的负电荷;这个反应需要的另一个角色是一个具有碳氧双键的化合物,氧原子的电负度比碳原子高很多,电子偏移向氧一方,导致碳原子上会具有相当高的正电荷性质,因此在这个极性的原则下, 格林纳反应成为一个非常成功的反应,能将两个碳连结。 在大学修习基础有机化学时,学生都会学到这个重要的化学反应。

酸性條件

加熱脫水

璮瞞

(籈璮瞞虫砰)OH3

图一 利用格林纳反应来制备苯烯

在七零年代之前,大部分建立碳 ─ 碳键结的方法,以两个碳原子在结构上所使用的轨域做区分的话,都是牵涉到建立 sp 3 -sp 3 、 sp 2 -sp 3 或 sp-sp 3 形式的键结,对于建立 sp 2 -sp 2 或 sp-sp 2 型态的键结是非常困难而且没有效率的。 今年的诺贝尔化学奖得主理察海克从 1968 年开始发表了一系列的研究 ( 图

二 ) ,提供了一种有效率的方法来建立 sp 2 -sp 2 型态的键结。 实际上当年有另一位日本教授 Tsutomu Mizoroki 比海克早了一点点发现类似的反应,只不过 Mizoroki 教授没多久因病过逝,未能在这个领域多做贡献。 初期的海克反应具有较多的限制,但是由于化学家对这种独特的反应的重视,越来越多的人投入研究改进,因此到了八零年代就已经开发出许多更为有用的方法。

は莱(Heck reaction)

H2C2

璮瞞

Pd

(箂基)+ HPdCl叉HCl穝ミ龄挡22sp 阂

图二 最初发现的海克反应,以一个步骤在帐面上直接连结了两个具有 sp 2 混成轨域的碳。 与图一的方法比较,利用格林纳反应制备苯烯需要两个步骤

的元素,这一族类的化合物与有机卤化物 ( 具有碳与卤素的键结 ) 会有一些非传统的化学反应发生,成就了另外一个重要的领域称为「有机金属化学」,它们常可以催化的方式执行许多早期无法做到或没有效率的反应,这其中钯金属是个

中翘楚,它的化学可写出厚厚的好几本书。 回到海克反应中钯金属的角色,首先它有一个独特的反应就是可以插入在 sp 2 碳与卤素原子的键结之间,卤素原子在钯原子上成为一个可以被取代的配位体,碳 ─ 碳双键正可以取代卤素原子成为钯原子上的新配位体,此时两个被拉近的碳就因为钯原子的媒介而连结生成新的碳 ─ 碳键结,钯原子则脱离恢复原状,准备进行下一轮的反应。

早期的海克反应有一些缺点,因为碳 ─ 碳双键是由两个碳组成,当双键是不对称时 ( 各接有不同的取代基 ) ,新的键结生成时到底要与哪一个碳反应呢? 也就是有位置选择上的问题,如何精确的控制是努力的方向。 铃木反应在这方面提供了一个很好的解决方案,这个反应中使用了硼这个元素 ( 图三 ) ,将它接在碳 ─ 碳双键的其中一个碳上,硼原子会将接于其上的碳 ─ 碳双键转移到钯原子上,如此就解决了位置选择性的问题。 硼的化合物制备不难,毒性不高,适合大量合成,因此变成一个非常热门的方法。 根岸反应则是使用锌这个元素,扮演与硼类似的角色,但另有其妙处,因涉较高阶的化学,此处不多做说明。

筧れは莱笲ノ

2

I

Br

+HOPd(PPh3)4Na2CO3(坊警)Br2

玻瞯91%

80 oC, 12 

图三 一个铃木反应的运用,此例中的碳 ─ 碳双键是不对称的,但是选择性很好,胺基与溴都没影响。

2010年诺贝尔化学奖 第四篇_2000-2010年诺贝尔化学奖详解

2000年

艾伦-J-黑格 (1936-)

艾伦-J-黑格,美国公民,64岁,1936年生于依阿华州苏城。现为加利福尼亚大学的固体聚合物和有机物研究所所长,是一名物理学教授。

获奖理由:他是半导体聚合物和金属聚合物研究领域的先锋,目前主攻能够用作发光材料的半导体聚合物,包括光致发光、发光二极管、发光电气化学电池以及激光等等。这些产品一旦研制成功,将可以广泛应用在高亮度彩色液晶显示器等许多领域。

艾伦-G-马克迪尔米德 (1929-)

艾伦-G-马克迪尔米德,来自美国宾夕法尼亚大学,今年71岁,他出生于新西兰,曾就读于新西兰大学和美国威斯康星大学以及英国的剑桥大学。1955年,他开始在宾夕法尼亚大学任教。他是最早从事研究和开发导体塑料的科学家之一。

获奖理由:他从1973年就开始研究能够使聚合材料能够象金属一样导电的技术,并最终研究出了有机聚合导体技术。这种技术的发明对于使物理学研究和化学研究具有重大意义,其应用前景非常广泛。

他曾发表过六百多篇学术论文,并拥有二十项专利技术。

白川英树 (1936-)

白川英树今年64岁,已经退休,现在是日本筑波大学名誉教授。白川1961年毕业于东京工业大学理工学部化学专业,曾在该校资源化学研究所任助教,1976年到美国宾夕法尼亚大学留学,1979年回国后到筑波大学任副教授,1982年升为教授。1983年他的研究论文《关于聚乙炔的研究》获得日本高分子学会奖,他还著有《功能性材料入门》、《物质工学的前沿领域》等书。

获奖理由:白川英树在发现并开发导电聚合物方面作出了引人注目的贡献。这种聚合物目前已被广泛应用到工业生产上去。他因此与其他两位美国同行分享了2000年诺贝尔化学奖。

2001年

威廉·诺尔斯(W.S.Knowles) (1917-)

2001年诺贝尔化学奖授予美国科学家威廉·诺尔斯、日本科学家野依良治和美国科学家巴里·夏普雷斯,以表彰他们在不对称合成方面所取得的成绩,三位化学奖获得者的发现则为合成具有新特性的分子和物质开创了一个全新的研究领域。现在,像抗生素、消炎药和心脏病药物等,都是根据他们的研究成果制造出来的。

瑞典皇家科学院的新闻公报说,许多化合物的结构都是对映性的,好像人的左右手一样,这被称作手性。而药物中也存在这种特性,在有些药物成份里只有一部分有治疗作用,而另一部分没有药效甚至有毒副作用。这些药是消旋体,它的左旋与右旋共生在同一分子结构中。在欧洲发生过妊娠妇女服用没有经过拆分的消旋体药物作为镇痛药或止咳药,而导致大量胚胎畸形的"反应停"惨剧,使人们认识到将消旋体药物拆分的重要性。2001年的化学奖得主就是在这方面做出了重要贡献。他们使用一种对映体试剂或催化剂,把分子中没有作用的一部分剔除,只利用有效用的一部分,就像分开人的左右手一样,分开左旋和右旋体,再把有效的对映体作为新的药物,这称作不对称合成。

诺尔斯的贡献是在1968年发现可以使用过渡金属来对手性分子进行氢化反应,以获得具有所需特定镜像形态的手性分子。他的研究成果很快便转化成工业产品,如治疗帕金森氏症的药L-DOPA就是根据诺尔斯的研究成果制造出来的。

1968年,诺尔斯发现了用过渡金属进行对映性催化氢化的新方法,并最终获得了有效的

对映体。他的研究被迅速应用于一种治疗帕金森症药物的生产。后来,野依良治进一步发展了对映性氢化催化剂。夏普雷斯则因发现了另一种催化方法——氧化催化而获奖。他们的发现开拓了分子合成的新领域,对学术研究和新药研制都具有非常重要的意义。其成果已被应用到心血管药、抗生素、激素、抗癌药及中枢神经系统类药物的研制上。现在,手性药物的疗效是原来药物的几倍甚至几十倍,在合成中引入生物转化已成为制药工业中的关键技术。 诺尔斯与野依良治分享诺贝尔化学奖一半的奖金。夏普雷斯现为美国斯克里普斯研究学院化学教授,将获得另一半奖金。

野依良治(R.Noyori) (1938-)

2001年诺贝尔化学奖授予美国科学家威廉·诺尔斯、日本科学家野依良治和美国科学家巴里·夏普雷斯,以表彰他们在不对称合成方面所取得的成绩。

瑞典皇家科学院的新闻公报说,许多化合物的结构都是对映性的,好像人的左右手一样,这被称作手性。而药物中也存在这种特性,在有些药物成份里只有一部分有治疗作用,而另一部分没有药效甚至有毒副作用。这些药是消旋体,它的左旋与右旋共生在同一分子结构中。在欧洲发生过妊娠妇女服用没有经过拆分的消旋体药物作为镇痛药或止咳药,而导致大量胚胎畸形的"反应停"惨剧,使人们认识到将消旋体药物拆分的重要性。2001年的化学奖得主就是在这方面做出了重要贡献。他们使用一种对映体试剂或催化剂,把分子中没有作用的一部分剔除,只利用有效用的一部分,就像分开人的左右手一样,分开左旋和右旋体,再把有效的对映体作为新的药物,这称作不对称合成。

1968年,诺尔斯发现了用过渡金属进行对映性催化氢化的新方法,并最终获得了有效的对映体。他的研究被迅速应用于一种治疗帕金森症药物的生产。后来,野依良至进一步发展了对映性氢

2002年

瑞典皇家科学院于2002年10月9日宣布,将2002年诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特·维特里希,以表彰他们在生物大分子研究领域的贡献。

2002年诺贝尔化学奖分别表彰了两项成果,一项是约翰·芬恩与田中耕一“发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法”和“发明了对生物大分子的质谱分析法”,他们两人将共享2002年诺贝尔化学奖一半的奖金;另一项是瑞士科学家库尔特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”,他将获得2002年诺贝尔化学奖另一半的奖金。

瑞典皇家科学院发表的新闻公报说,芬恩和田中的贡献在于开发出了对生物大分子进行质谱分析的“软解吸附作用电离法”,维特里希的贡献是开发出了用来确定溶液中生物大分子三维结构的核磁共振技术。他们三人的这些研究成果对于研究包括蛋白质在内的大分子具有“革命性的”意义,使人类可以通过对蛋白质进行详细的分析而加深对生命进程的了解,使新药的开发发生了革命性的变化,并在食品控制、乳腺癌和前列腺癌的早期诊断等其他领域也得到了广泛的应用。

新闻公报说,质谱分析是全世界各个化学实验室都在使用的一种非常重要的分析手段。以前,它只是用于小分子的分析研究。现在,由于芬恩和田中的发明,质谱分析也可以用于生物大分子的分析研究。利用芬恩1988年所公布的研究成果,研究人员可以获得电荷蛋白质液滴,并最终获得自由盘旋的蛋白质离子,通过使它们运动可以确定其质量,测出飞过指定距离所用的时间。同时,田中还发明了另一种可以造成蛋白质自由盘旋的技术——软激光解吸附作用技术。研究人员可以用这种技术把取样击成许多小块,迫使分子释放出来。

【2010年诺贝尔化学奖】

新闻公报在介绍维特里希的研究成果时说,他在上世纪80年代初把核磁共振技术用于对蛋白质的分析研究,成功地发明了一种可以系统地分配蛋白分子中某些固定点的方法,还发现了可以确定这些固定点距离的原理。使用这些距离,他可以计算出蛋白质的三维结构。

2003年

阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道,而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。他们的发现阐明了盐分和水如何进出组成活体的细胞。比如,肾脏怎么从原尿中重新吸收水分,以及电信号怎么在细胞中产生并传递等等,这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。诺贝尔科学奖通常颁发给年龄较大的科学家,获奖成果都经过几十年的检验。但阿格雷只有54岁,而麦金农才47岁。他们的成果也比较新:麦金农的发现产生于5年前;阿格雷的工作于1988年完成。瑞典媒体评论说,这在诺贝尔科学奖历史上是比较罕见的。今年诺贝尔化学奖及生理学或医学奖的结果都显示出了当代科学跨领域研究的趋势。

早在100多年前,人们就猜测细胞中存在特殊的输送水分子的通道。但直到1988年,阿格雷才成功分离出了一种膜蛋白质,之后他意识到它就是科学家孜孜以求的水通道。评选委员会说,这是个重大发现,开启了细菌、植物和哺乳动物水通道的生物化学、生理学和遗传学研究之门。

离子通道是另一种类型的细胞膜通道,神经系统和肌肉等方面的疾病与之有关,它还能产生电信号,在神经系统中传递信息。但由于科学家一直不能弄清楚它的结构,进一步的研究无法展开。而麦金农在1998年测出了钾通道的立体结构,“震惊了所有的研究团体”。评选委员会说,由于他的发现,人们可以“看见”离子如何通过由不同细胞信号控制开关的通道。

2004年

诺 贝尔评奖委员会说:得益于三位获奖者的工作,我们如今有可能在分子水平上了解细胞如何通过分解特定的蛋白质,来控制许多重要过程。蛋白质是构成包括人类在 内的一切生物的基础,作为身体免疫防御机制的一部分,有些蛋白质需要被消灭,这一过程称作降解。近几十年来科学家在解释细胞如何制造蛋白质方面取得了很多 进展,却很少有人对蛋白质的降解问题进行深入研究。评奖委员会说,今年获得化学奖的3位科学家却独辟蹊径,于上个世纪80年代初发现了被调节的蛋白质降 解。人的很多疾病就是由于这一降解过程不正常导致的。评奖委员会在解释这一理论时,特意用碎纸机将两张完整的彩纸瞬间绞碎,以次比喻细胞就像一个高效的“ 控制站”,制造蛋白质但又能在瞬间把某些特定蛋白质“降解”为碎片。

蛋 白质是包括人类在内各种生物体的重要组成成分。对于生物体而言,蛋白质的生老病死至关重要。蛋白质是由氨基酸组成的,氨基酸如同砖头,而蛋白质则如结构复 杂的建筑。上世纪70年代末80年代初,切哈诺沃、赫什科和罗斯进行了一系列研究,发现生物体内存在着两类蛋白质降解过程,一种是不需要能量的,比如发生 在消化道中的降解,这一过程只需要蛋白质降解酶参与;另一种则需要能量,它是一种高效率、指向性很强的降解过程。这如同拆除大楼一样,如果大楼自然倒塌, 并不需要能量,但如果要定时、定点、定向地拆除大楼,则需要炸药进行爆破。

切 哈诺沃于1947年出生在以色列。1981年,在以色列工学院获得医学博士学位,现任该学

院的医学科学研究所教授。赫什科是1937年出生在匈牙利的犹太 后裔,1969年在希伯来大学获得医学博士学位,此后一直与切哈诺沃在以色列工学院共事。美国科学家罗斯今年已78岁。他1952年在芝加哥大学获得博士 学位,曾经主持位于美国费城的福克斯·蔡斯癌症研究中心的工作,目前他在加利福尼亚大学欧文分校任教。三位科学家在1979年12月美国《全国科学院学 报》上连续发表的两篇文章,被诺贝尔化学奖评选委员会称为“突破性成果”,并奠定了获得诺贝尔奖的基础。

三 位科学家找到了人体细胞控制和调节某种人体蛋白质数量多少的方法。他们发现,身体内的细胞起着高效检查站的作用,细胞通过给无用蛋白质“贴标签”的方法, 帮助人体将那些被贴上标记的蛋白质进行“废物处理”,使它们自行破裂、自动消亡。 这一新发现,使人们在分子水平上理解人体化学现象成为可能,诸如细胞循环、DNA修复、人类基因转移和最新产生的人体蛋白质数量如何控制等,这些化学现象 都是非常重要的生物化学程序。人体蛋白质的死亡形式,可帮助人们解释人体免疫系统的化学工作原理。如果人体细胞的蛋白质处理过程发生故障,包括一些癌症在 内的各种人体疾病就会紧跟着出现。

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