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诺贝尔化学奖授予法美三位科学家,其研究成果有助于攻克艾滋病
尴尬的获奖者
伊夫·肖万法国科学家伊夫·肖万生于1930年,现在法国石油学院任职。伊夫坦言获奖的感觉是尴尬,而不是喜悦。
害羞的获奖者理查德·施罗克
美国科学家理查德·施罗克1945年生于美国印第安纳州伯尔尼市,1971年在哈佛大学取得化学博士学位,现在麻省理工学院担任化学教授。他在得知获奖消息后觉得有些不好意思。
兴奋的获奖者罗伯特·格拉布
美国科学家罗伯特·格拉布1942年生于美国肯塔基州凯尔弗特市,1968年从哥伦比亚大学取得化学博士学位,现为加利福尼亚州加州理工学院化学教授。罗伯特直言获奖是个奇迹,而感觉奇妙极了。
本报综合报道瑞典皇家科学院昨日宣布,将2005年诺贝尔化学奖授予在发现有机物合成转换方面做出贡献的法国科学家伊夫·肖万和美国科学家罗伯特·格拉布及理查德·施罗克。今年的诺贝尔化学奖奖金为1000万瑞典克朗,约合130万美元,三位科学家将分享这一奖金。
让原子学会“跳舞”
诺贝尔委员解释了换位合成的概念:所有有机物质都含有碳这种化学元素。碳原子可形成长的链条和链环,将氢和氧等原子固定在一起,形成双原子化学分子。
地球上的所有生命都以这些碳混合物为基础,不过所有生命体都可以通过人工有机合成而成。在换位反应中,双原子分子可以在碳原子的作用下断裂,从而使原来的原子组改变位置。当然,换位过程要靠某些特殊化学催化剂的帮助才能完成。打个简单的比方,换位合成法就类似于跳舞时两对舞者相互交换舞伴。
早在1971年,伊夫·肖万就详细解释了换位反应的化学机理,说明是何种金属化合物能够充当有机化学反应中的催化剂。现在,换位合成法的“处方”已经为世人所知。理查德·施罗克是世界上第一个生产出可有效用于换位合成法中的金属化合物催化剂的科学家,这已经是1990年的事情了。在1992年,罗伯特·格拉布研制出一种更好的催化剂,这种催化剂在空气中很稳定,因此在实际生活中有多种用途。
使化学走向“绿色”
诺贝尔委员会在授奖文告中称,三位科学家是因在有机化学的烯烃复分解合成转换研究方面作出贡献而获奖的,该方法已被广泛地用于生物制药和生化领域,对最终攻克艾滋病等疾病也有很大帮助。文告称:“他们所发现的复分解方法被广泛应用于化工业,主要用于研发药品和先进塑料材料……只要能够想到,任何新的化学分子都可被制造出来。”
换位合成法在化学工业中每天都在应用,主要用于研制新型药物和合成先进的塑胶材料。在上述三名科学家的努力下,换位合成法现在变得更加有效,反应步骤比以前简化了,所需要的资源也大大减少,材料浪费也少多了;使用起来也更加简单,只需要在正常温度和压力下就可以完成,对环境的污染也大大降低。换位合成法使“人们向着绿色化学迈出了重要一步”,大大减少了有害废物对人们的危害。
(参孙)
获奖感言
平静生活一去不返
得知今年的诺贝尔化学奖名花有主之后,媒体对获奖的三位科学家进行了采访,谈到获奖,三人各有各的感受。
追忆亡妻
法国科学家伊夫·肖万坦言获奖让他感到的并不是喜悦,而是尴尬。他说:“我一直以来过着平静的生活,但现在这种平静一去不返了。”
伊夫对同时获奖的两位美国科学家给予了高度评价。他说:“我知道我所从事的研究工作是非常重要的,是的,是我最先走在了这条路上。然而我的美国同行研究了我的足迹,而且走得更远,是他们使我今天能够分享诺贝尔化学奖这一荣誉。”
“在实验室中,我付出了整整三十年的时间。而这三十年中,我工作的目的就是使世人对我从事的研究感兴趣而已,”伊夫说,“如今,我独自一人生活。至于获奖感受,我首先想到的是我的妻子,一年前她去世了。”
如饮醇浆
美国科学家罗伯特·格拉布得知获奖消息时正在新西兰。他通过电话接受美国媒体采访时表示自己正在庆祝,手中就拎着一瓶上好的波特酒。“味道真是好极了,”
他说,“获得诺贝尔奖对我来说是可望而不可及的事情,我一直醉心于自己的研究,想不到一抬头,它就出现在我面前。”罗伯特坦言搞科学尤其是化学,需要一个人长时间地付出努力,“在这条路上,我们已经走了30多年。”
咖啡时光
美国科学家理查德·施罗克得知获奖消息后接受了瑞典媒体的采访,他说:“我觉得很含羞,这就意味着现在我可能说话都不利索。得到(获奖)消息的时候我刚刚起床,正在享受一杯美味咖啡。坦白地讲,我很难相信这一切,然而这一切却真实地发生了。”
(参孙)
成果解读
“交换舞伴”的舞蹈
在今年获奖的三位科学家中,伊夫和理查德的贡献主要体现在烯烃复分解反应的基本原理方面,罗伯特继承和发展了他们的成果。
据新华社电(记者王艳红)碳是地球生命的核心元素。碳原子能以不同方式与多种原子连接,形成小到几个原子、大到上百万个原子的分子。这种独特的多样性奠定了生命的基础,它也是与人类生活密切相关的学科———有机化学的核心。
问题的提出
原子之间的联系称为键,一个碳原子可以通过单键、双键或三键方式与其他原子连接。有着碳-碳双键的链状有机分子称为烯烃。
在烯烃分子里,两个碳原子就像双人舞的舞伴一样,拉着双手在跳舞。
20世纪50年代,人们首次发现,在金属化合物的催化作用下,烯烃里的碳-碳双键会被拆散、重组,形成新分子,这种过程被命名为烯烃复分解反应。但当时没有人知道这类金属催化剂的分子结构,也不知道它是怎样起作用的。
人们就此提出了许多假说,但真正的突破发生在1970年。这一年,法国科学家伊夫·肖万和他的学生发表了一篇论文,提出烯烃复分解反应中的催化剂应当是金属卡宾,并详细解释了催化剂担当中间人、帮助烯烃分子“交换舞伴”的过程。
金属卡宾是指一类有机分子,其中有一个碳原子与一个金属原子以双键连接,它们也可以看作一对拉着双手的舞伴。在与烯烃分子相遇后,两对舞伴会暂时组合起来,手拉手跳起四人舞蹈。
随后它们“交换舞伴”,组合成两个新分子,其中一个是新的烯烃分子,另一个是金属原子和它的新舞伴。后者会继续寻找下一个烯烃分子,再次“交换舞伴”。
理论走向应用
这一理论提出后,越来越多的化学家意识到,烯烃复分解在有机合成方面有着巨大的应用前景,但这对催化剂的要求也很高。到底含有什么金属元素的卡宾化合物最理想呢?在开发实用的催化剂方面,作出最大贡献的是美国科学家罗伯特·格拉布和理查德·施罗克。
1990年,施罗克和他的合作者报告说,金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。这是第一种实用的此类催化剂,该成果显示烯烃复分解可以取代许多传统的有机合成方法,并用于合成新型有机分子。
1992年,格拉布等人发现了金属钌的卡宾化合物也能作为催化剂。此后,格拉布又对钌催化剂作了改进,这种“格拉布催化剂”成为第一种被普遍使用的烯烃复分解催化剂,并成为检验新型催化剂性能的标准。
以这些发现为基础,学术界和工业界掀起了研究烯烃复分解反应、设计合成新型有机物质的热潮。
专家点评
“他们的成果每天惠及人类”
据新华社电(记者潘治颜亮)“他们的成果得奖,是化学界认为理所当然的事情。这不仅是因为他们的科研成果本身非常重要,更重要的是这一成果在生产生活领域有着极其广泛的实际应用,他们的成果推动了有机化学和高分子化学的发展,每天都惠及人类。”中国科学院戴立信院士在其上海的家中接受电话采访时,对今年诺贝尔化学奖得主的获奖成果作出了这样的评价。
81岁高龄的戴立信院士介绍说,烯烃复分解反应非常重要。这是因为,化学键的断裂与形成是化学研究领域中最基本的问题,研究碳-碳键的断裂与形成规律是有机化学中需要解决的核心问题之一,而格拉布等人正是在此方面作出了贡献。
“我的印象中,格拉布是一个非常努力的人,他早年只是个有机化学家,对高分子化学所知不多,但他利用业余时间给自己开课,最终获得了优秀的成果,成为目前世界化学界这一领域最为活跃的科学家”,戴立信说。
戴立信认为,将诺贝尔化学奖同时授予三人,“体现了诺贝尔奖评选的原则,那就是记住那些在基础研究方面作出巨大贡献的科学家。”
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