2001-2010诺贝尔化学奖分析

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2010年诺贝尔化学奖

2010年诺贝尔化学奖

2010年诺贝尔化学奖2010年诺贝尔化学奖是由瑞典皇家科学院授予了三位科学家的殊荣,他们分别是美国科学家理查德·海克、尤鲁斯·洛夫和尤尔根·科尔德霍夫。

他们因为他们对碳合成的研究而获得了该奖项。

这一研究对于现代化学的发展有着重要的影响,并为制造新的医药品和新材料提供了新的思路和方法。

这三位科学家的研究成果涉及到的是碳合成的领域。

碳素是构成生命体的基本元素,也是地球上大多数化合物的基础。

但在过去,合成碳合物的方法非常有限,仅限于使用高温和高压等条件下的复杂化学反应。

这种方法限制了合成碳素化合物的可行性。

海克、洛夫和科尔德霍夫的研究贡献在于他们开创了一种全新的合成碳素化合物的方法,这种方法被称为交叉偶联反应。

交叉偶联反应可以将两个不同的有机分子连接在一起,形成新的化合物。

这项研究的重要性在于,它极大地扩展了有机合成化学家的合成工具箱,提供了更多合成碳化合物的方法和途径。

交叉偶联反应的突破主要包含两个重要方面:第一是发现了一种有效的催化剂,这种催化剂能够促进有机分子之间的反应,使其在常温下进行;第二是成功地解决了反应中产生副产品的问题。

以往的反应过程中,副产品的产生往往会降低合成产物的纯度,而海克、洛夫和科尔德霍夫成功地开发出了一种催化剂,能够在反应中降低副产物的产生,提高产物的纯度。

交叉偶联反应为制造新的医药品和新材料提供了全新的思路和方法。

许多药物和材料的合成需要将不同分子连接在一起,以形成目标化合物。

交叉偶联反应能够提供灵活多样的合成途径,使得科学家们能够更加高效地合成目标化合物。

这一突破在医药领域具有重要的意义,可以加速新药的研发过程,并为药物治疗的革命提供了先决条件。

交叉偶联反应也为新材料的合成提供了重要的工具。

许多新型材料的合成需要通过将不同分子连接在一起,以形成具有特殊功能和性能的材料。

交叉偶联反应提供了一种快速、高效和可控的合成方法,可以合成一系列的高分子化合物,从而开辟了新的材料研究领域。

2001年诺贝尔化学奖简介

2001年诺贝尔化学奖简介

2001年诺贝尔化学奖简介瑞典皇家科学院于2001年10月10日宣布,将2001年诺贝尔化学奖奖金的一半授予美国科学家威廉·诺尔斯与日本科学家野依良治,以表彰他们在“手性催化氢化反应”领域所作出的贡献;奖金另一半授予美国科学家巴里·夏普莱斯,以表彰他在“手性催化氧化反应”领域所取得的成就。

威廉·诺尔斯的贡献是,他发现可以使用过渡金属来对手性分子进行氢化反应,以获得具有所需镜像形态的最终产品。

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。

而野依良治的贡献是进一步完善了用于氢化反应的手性催化剂的工艺。

巴里·夏普莱斯的成就是开发出了用于氧化反应的手性催化剂。

许多分子具有两种形态,这两种形态互为镜像,我们可以将这两种形态比喻成人的左手和右手,因此具有这样形态的分子被称为“手性分子”或“手征性分子”。

在自然状态下,其中一种镜像形态通常居支配地位。

但是,手性分子所具有的两种形态,在毒性等方面往往存在很大差别。

比如,在人体细胞中,手性分子的一种形态可能对人体合适有用,但另一种却可能有害。

药物中常常含有手性分子,这些手性分子两种镜像形态之间的差别甚至关系到人的生与死,如20世纪60年代就曾因此造成过酞胺哌啶酮(一种孕妇使用的镇定剂,已被禁用)灾难,导致1.2万名婴儿的生理缺陷。

因此,能够独立地获得手性分子的两种不同镜像形态极为重要。

而今年诺贝尔化学奖三名得主所作出的重要贡献就在于开发出可以催化重要反应的分子,从而能保证只获得手性分子的一种镜像形态。

这种催化剂分子本身也是一种手性分子,只需一个这样的催化剂分子,往往就可以产生数百万个具有所需镜像形态的分子。

据瑞典皇家科学院评价说,这三位获奖者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许多药物,都是根据他们的研究成果制造出来的。

2010诺贝尔化学奖

2010诺贝尔化学奖

2010诺贝尔化学奖简介2010年的诺贝尔化学奖于2010年10月6日宣布,该奖项颁发给了三位科学家:理查德·F·海兹、本杰明·E·库贝和阿尔德·A·海利,以表彰他们对偶氮芳烃化合物的重要发现及其应用的贡献。

获奖原因偶氮芳烃化合物的发现海兹、库贝和海利三位科学家的研究工作聚焦在偶氮芳烃化合物的合成和应用上。

他们在20世纪60年代和70年代探索了许多新颖的化学反应,并发现了许多有机合成方法。

然而,他们最重要的发现是实现了偶氮芳烃化合物的合成。

偶氮芳烃化合物在有机化学和生物化学领域具有广泛的应用。

它们是人造DNA和RNA的构成单位,并且在医药领域中也有重要的作用。

例如,许多抗癌药物和抗生素都是以偶氮芳烃化合物为基础合成的。

应用价值和意义这一发现使得科学家们能够合成更多的有机化合物,并深入研究它们在生物体内的作用机制。

由于偶氮芳烃化合物的结构稳定性和生物活性,它们已被广泛应用于医药领域和有机化学合成中。

通过研究偶氮芳烃化合物的生物活性,科学家们可以发现新的药物和化合物,提高现有药物的效果,同时也为新药的研究和开发提供了新的思路和方法。

获奖人简介理查德·F·海兹理查德·F·海兹,生于1941年,美国化学家。

他是斯坦福大学的教授,也是一名企业家。

他以其对合成有机化学的杰出贡献而著名。

他的研究聚焦于有机合成、药物化学和能源科学。

本杰明·E·库贝本杰明·E·库贝,生于1947年,美国化学家。

他毕业于哈佛大学和哥伦比亚大学,曾任教于哈佛大学。

库贝教授的研究兴趣主要集中在有机合成方法学、材料化学和催化反应领域。

阿尔德·A·海利阿尔德·A·海利,生于1955年,美国化学家。

他是宾夕法尼亚大学的教授,也是一名企业家和顾问。

他在完善和推广偶氮芳烃化合物的合成方法方面作出了重大贡献。

2000-2010年诺贝尔化学奖详解

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。

2010年度诺贝尔化学奖

2010年度诺贝尔化学奖
2010年诺贝尔化学奖
获奖理由:“有机合成中钯催化交叉偶联”研究
学术贡献
• 他们在“钯催化交叉偶联反应”研究领域作出了杰出贡献, 其研究成果使人类能有效合成复杂有机物。
• 为制造复杂的有机材料,需要通过化学反应将碳原子集合 在一起,但碳原子非常稳定,不易发生化学反应,采用钯 催化解决该问题的一个思路是使碳活化。
Heck反应
• 20世纪70年代,Heck和Mizoroki独立开发了如下 类型反应
H3C CH3 + COOCH3
I Pd(OAc)2, PPh3 DMF, 90 oC, 24 h
H3C CH3
COOCH3
Heck, R. F. J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 5518 Heck, R. F.; Nolley, J. P.Jr J. Org. Chem. 1972, 37, 2320. Mizoroki, T.; Mori, K.; Ozaki, A. Bull. Chem. Soc. 1971, 44, 581.
Ei-ichi Negishi (根岸荣一 )
总引: 14300;他引:7349;H因子:61
• 日本人,1935年出生于中国长春 (75岁) • 1958年从东京大学毕业后进入帝人公司 • 1963年在美国宾夕法尼亚大学获得博士学位 • 现任美国普渡大学教授
Akira Suzuki (铃木章)
ZnCl
+ I
OMe
Cl2Pd(PPh3)2/(i-Bu)2AlH (1:2) 85%
OMe
R X + R' ZnX
Pd Cat.
X = Cl, Br, I, OSO2CF3
R R' + ZnX2

2001-2010年诺贝尔化学奖得主

2001-2010年诺贝尔化学奖得主

2001-2010年诺贝尔化学奖得主据新华社电近十年诺贝尔化学奖获奖者名单及其主要成就如下:2010年,美国科学家理查德·赫克、日本科学家根岸英一和铃木章因在有机合成领域中钯催化交叉偶联反应方面的卓越研究而获奖。

这一成果广泛应用于制药、电子工业和先进材料等领域,可以使人类造出复杂的有机分子。

2009年,英国科学家文卡特拉曼·拉马克里希南、美国科学家托马斯·施泰茨和以色列科学家阿达·约纳特因对“核糖体的结构和功能”研究的贡献而获奖。

2008年,日本科学家下村修、美国科学家马丁·沙尔菲和美籍华裔科学家钱永健因在发现和研究绿色荧光蛋白方面作出贡献而获奖。

2007年,德国科学家格哈德·埃特尔因在表面化学研究领域作出开拓性贡献而获奖。

2006年,美国科学家罗杰·科恩伯格因在“真核转录的分子基础”研究领域作出贡献而获奖。

2005年,法国科学家伊夫·肖万、美国科学家罗伯特·格拉布和理查德·施罗克因在烯烃复分解反应研究领域作出贡献而获奖。

2004年,以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯因发现泛素调节的蛋白质降解而获奖。

2003年,美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农因在细胞膜通道领域作出了“开创性贡献”而获奖。

2002年,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·维特里希发明了对生物大分子进行识别和结构分析的方法。

2001年,诺贝尔化学奖奖金一半授予美国科学家威廉·诺尔斯与日本科学家野依良治,以表彰他们在“手性催化氢化反应”领域所作出的贡献;另一半授予美国科学家巴里·夏普莱斯,以表彰他在“手性催化氧化反应”领域所取得的成就。

解读2010年诺贝尔化学奖

解读2010年诺贝尔化学奖

解讀2010年諾貝爾化學獎蔡蘊明於2010年十月十一日(歡迎轉載,但請註明出處)今年的諾貝爾化學獎表彰的是一種有機合成技術的發現,由於這牽涉到較高層次的化學知識,不是那麼普眾化的,即使修過大學的基礎有機化學也不見得能理解其影響,因此會有一些人問道,這真是那麼重要的技術而值得拿諾貝爾獎嗎?答案是,真的極為重要,而且這個獎給得其實晚了點。

但這樣的問題促使了我在翻譯完今年諾貝爾獎委員會公佈給大眾的新聞稿之外,決定再做一點對此課題的介紹。

化學家有一種能力是別的領域如物理、材料或生物學家等等不易擁有的,那就是合成化學分子的能力。

記得有一陣子很多系所改名,我們幾位教授閒聊時開玩笑說“或許化學系也應該改名為「分子建築學系」,搞不好聯考排名會往上拔升”這雖然是對現況的一點反諷,但不無道理。

物理學家著重在物性,以今年的物理獎為例,得獎者取得石墨烯的方式是一種物理的剝離方式。

生命科學家研究生命現象,所研究的分子大半多是生命體已經製造出來的化合物,他們主要在研究那些分子到底在生命現象中扮演何樣的角色。

化學家在這些領域裡具有一種優勢,那就是他們可以針對原理及需求,設計一些化合物並在試管中製造出來,以改進原有的性能。

當科學家發現某種物質具有某些有意思的物理性質時,化學家會去研究這種物質的性質與其分子結構的關係為何,一旦掌握了其機理,化學家就會針對其結構做一些修飾,使得該特性更為彰顯。

對於疾病亦是如此,當生命科學家瞭解了一個疾病在分子層次的病因時,是藥學家或化學家去合成一些分子來醫治。

一個成功的藥被開發出來時,它能救的生命可以是百萬或是千萬以上,絕不是一個單純的醫生能做到的。

可惜現在台灣在藥學系有一個現象,許多學生進藥學系只為了拿一張藥劑師執照,那只需要知道藥理即可,較辛苦但更重要的藥物研發較少人願意從事。

許多從生命體內得到的物質,常只能取得微量,要進一步研究其性質則有賴化學家來合成。

從上述我的說明,希望現在大家了解了合成化學分子的能力是很重要而獨特的。

2001年诺贝尔化学奖简介

2001年诺贝尔化学奖简介

出来的生物活性往往是不 同的,甚至是截然相反的。
• -个典型的例子是20世纪50年代末 期发生在欧洲的“反应停”事件, 孕妇因服用酞胺哌啶酮(俗称“反 应停”)而导致海豹畸形儿的惨剧。
• 后来研究发现,反应停药物包含两 种不同构型的光学异构体
• 1.一种异构体起到了镇静的作用 • 2.另外一种异构体则有致畸作用。
• 瑞典皇家科学院2001年10月10日宣 布,本年度诺贝尔化学奖授予三位 科学家,他们是:
美国孟山都公司的威廉 S.诺尔斯
(William S.Knowles)
日本名古屋大学的野依良治
(Ryoji Noyori)
美国斯克里普斯研究所的夏普雷斯
(K.BarrySharpless)
以表彰他们在不对称催化反应研究 领域取得的突出贡献。
• 因此,如何合成手性分子的单一光 学异构体就成了化学研究领域的热 门话题,同时也是化学家面临的巨 大挑战。
• 早在20世纪30年代,就有报道把 金属负载在蚕丝上,然后催化氢 化合成了具有一定光学活性的产 物,但此后相当一段时间内没有 取得任何进展。直到1968年,美 国孟山都公司的诺尔斯应用手
性膦配体与金属铑形成的络合物为催 化剂,在世界上第一个发明了不对称 催化氢化反应。
不对称催化反治发展 不对称环氧化反应 不对称双羟基化反应
夏普雷斯发现并发展
OVER
• 威廉· S· 诺尔斯 • (美国有机化学家)
• 来自美国密苏里州圣路易斯。 • 1917年出生(美国公民)。 • 1942年获哥仑比亚大学博士学位, 曾任职于美国圣路易斯Monsanto 公司, • 1986年退休
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新型不对称催化反应
图11 (1R, 2S, 5R)-异薄荷醇的环羰基化反应
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2001-2010诺贝尔化学奖分析
摘要:本文在之前百年诺贝尔化学奖分析的基础上,简单分析统计了2001-2010化学奖的数据及规律。

关键词:诺贝尔化学奖分析
诺贝尔奖金从1901年设立以来,迄今已有近一百一十年的历史。

一百一十年来它记录了20世纪到21世纪初的重大科学成就。

诺贝尔奖不仅已成为科学家们的崇高荣誉,其数量多少更成了衡量一个国家科学水平和科技实力的标准。

1 2001-2010诺贝尔化学奖国家分布情况
2001-2010诺贝尔化学奖获得者的国度统计表如表1。

如果我们把诺贝尔奖获得者的数量作为衡量一个国家科学发展水平的尺度之一,那么就可以发现一个国家的科学发展是与其社会、经济、教育发展相对应的。

除2007年外,2001-2010每年的诺贝尔化学奖获得者中都有美国的科学家。

从获奖人数看,也是美国最多,占了一半以上;其次是日本,再次是以色列。

以色列在2000年以前未有科学家获得诺贝尔化学奖,但其科学研究水平在21世纪有了很大的突跃,有3位科学家在2004、2009年度获得诺贝尔化学奖。

值得一提的是以色列女科学家阿达·约纳特因对细胞内的“蛋白质制造工厂”——核糖体的研究成果卓著而获得2009年的诺贝尔化学奖,这也是1964年
以来首次有女科学家摘得诺贝尔化学奖桂冠。

在诺贝尔化学奖历史上,约纳特是第四名女性获奖者。

先前3人分别为玛丽·居里及女儿伊雷娜·约里奥·居里、多萝西·克劳福特·霍奇金。

在诺贝尔奖百余年的历史上女性获奖者少之又少,虽不乏居里夫人这样两度获奖的传奇人物,但只有35位女性获诺奖殊荣,所占比例不到获奖总人数的5%。

2 诺贝尔化学奖获得者的年龄分析
化学诺贝尔获得者的年龄结构,取每年的年龄平均值,其分布如表2。

2001-2010年的25位获奖者中,年龄最小的是日本科学家田中耕一,获奖时年龄43岁,年龄最大的是美国科学家约翰·芬恩,获奖时年龄85岁。

有趣的是,两人因共同“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”而共同获得2002年的诺贝尔化学奖。

但获奖年龄不等于取得科研成果时的年龄,如因发现和制造手性催化剂而在2001年获奖的美国科学家庭威廉·诺尔斯,时年已经84岁,但取得研究成果时仅有51岁;同样因手性催化反应的研究而获2001奖的美国科学家巴里·夏普莱斯,时年60岁,但取得研究成果时仅有39岁,其获奖年龄和取得成果时的年龄分别相差33岁和21岁。

因数据不全,无法做出准确细致的统计进行比较。

但根据前人已有的分析(《百年诺贝尔再分析》,2000年第10期)可知,作出成果的最佳年龄区是在
中年(见表3)。

因为中年人年富力强、体格健壮、精力充沛、富于推理,既有较强的记忆力也有较强的理解力,既有基础知识又有实践经验。

这些素质使中年成为获得科研成果的最佳年龄区。

从表3可以看出化学家取得他们的科研成果时的年龄并没有多大变化,保持在40岁左右。

而获得诺贝尔奖的年龄却呈递增状态。

这是因为从化学学科发展趋势看,现代化学在继续分化的同时,越来越趋向于综合。

生物化学、材料化学、环境化学等边缘学科的出级学科与二级学科之间、一级学科与一级学科之间的交叉与融合必然导致化学新兴领域的产生,为广大化学工作者提供了更为广阔的发展舞台。

因此,在化学学科上获得成果的机会大大增加,而诺贝尔化学奖每年只评一项,所以每项成果从产生到获得诺贝尔奖所需的等待时间就越来越长。

3 年度获奖人数分析
2001-2010年度化学奖中,每一个年度的获奖人数是不一样的,少者1人,多者3人。

在过去的十年诺贝尔化学奖中,年度获奖者为3人的占了70%。

如2002年的获奖者之一诺尔斯的贡献是在1968年发现可以使用过渡金属来对手性分子进行氢化反应,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,日本科学家
野依良治则进一步发展了对映性氢化催化剂而获奖。

而第三个获奖者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。

夏普雷斯获得另一半奖金。

这再次说明深入的科学研究成果的取得,绝非一日之功、一人之力所能胜任的,素质互补下的合作研究,已成为越来越重要的研究方式。

4 学科交叉研究分析
现代科学技术的发展使得不同学科间的相互联系越来越密切,越来越趋向于综合。

从具体交叉学科内容看,化学与生理及医学的交叉占第一位,过去的十年中占了七成比例。

这还不包括对一般有机化合物的研究;化学与其它学科交叉的比例之大,再次证明“化学正在被肢解”已成为不争的事实。

5 基础、应用研究分析
基础研究与应用研究的关系,一直存有争议。

本文所统计的基础研究是指以探索规律、发现事实、验证原理为目的的研究,而不包括从既定的科学原理出发,去具体寻找新工艺,开发新产品的应用研究。

从表6可以看出,基础研究与应用研究持平。

基础研究是应用研究的前导。

即使获奖的应用研究成果此前必然存在相应的基础研究成果。

在这一意义上,争取获得诺贝尔化学奖这一角度看,基础研究和应用研究具有同等重要的作用、缺一不可。

6 化学合成、分析研究分析
这里的“合成”,不单指化合物的合成,而是泛指包括化合物合成在内的整体规律的获得。

与之对应的是化学分析。

也即说,这里的“分析”,也不仅仅是指对化合物的定性、定量、结构分析,而是泛指对化学现象、事物组成部分的实验和逻辑分析。

如果说“分析”是对部分的实验、逻辑分析,那么“合成”是对整体的实验和逻辑综合;如果说分析是整个研究的前期工作,那么合成是指整个研究的后期过程。

基于这一界定,对诺贝尔过去10届化学奖的统计,可得到表7。

从上表可以看出,分析获奖的有7个年度,是合成获奖年度数的2.3
倍。

这种统计结果再次告诉我们:分析是合成或综合的基础。

如马克思、恩格斯所言,没有分析就没有综合,至少,没有分析就没有正确的综合。

从2001-2010的诺贝尔化学奖分析我们印证,“在21世纪借助于计算机技术的发展,理论和计算机化学将进一步繁荣。

生物系统的研究可能变得更加突出,并且在化学标记和神经功能两方面将从单个的大分子转移到包括脑在内的大的相互作用系统的研究。

此外,学科之间的综合和交叉也越来越明显。

”我们展望并相信,中国的化学家们定会从化学奖项的历史沿革中得到启迪,为发展现代化学科学做出可喜的贡献。

参考文献
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