2010年度诺贝尔化学奖
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。
1980--2010年诺贝尔化学奖
1980--2010年诺贝尔化学奖1980---2009年1980保罗·伯格 (PauI Berg) 美国人 (1926-- )沃尔特·吉尔伯特 (Walter Gilbert) 美国人（1932--）美国斯坦福大学医学中心的生物化学教授保罗·伯格是世界上第一位操纵基因重组DNA 分子的学者，并由于开创了这一对人类未来极有影响的新领域，而荣获一九八O年诺贝尔化学奖。
此后，吉尔伯特的研究兴趣就完全转到用化学方法决定DNA 上核苷酸的序列，以及利用遗传工程学来制造胰岛素。
经过几年的悉心研究，他终于研制成一种直接决定DNA核苷酸的方法。
吉尔伯特是采用直读法原理来进行的，故又称为化学降解法。
这种方法是先利用化学反应把DNA裁剪成一系列不同长度的核苷酸片断，使它们的一端是相同的，并标明有放射性同位素，然后测定各个片断的长度和另一端的最后一个核苷酸，这样就可弄清楚DNA分子的结构。
这种方法每次可以测定台一百至二百个核苷酸的DNA的顾序。
如果将测过的所有片段再拼接起来，就可知道整个DNA大分子的结构。
这种方法的发明，不仅可使科学家准确测定DNA分子的结构，通过这种结构的测定，还可间接推断蛋白质的一级结构，从而纠正以前某些蛋白质结构分析中的错误。
这一贡献的意义是怎么估价也不会过高的。
因此他赢得了一九八O年诺贝尔化学奖。
1981罗尔德·霍夫曼 (Roald Hofmann) 美籍波兰人（1937--）福井谦一 ( Kenichi Fukin) 日本人（1918--）霍夫曼正是由于在分子轨道理沦上的贡献，光荣地获得一九八一年诺贝尔化学奖。
他是当今年轻有为的科学家之一。
他获奖时只有四十四岁，而他提出这一著名理论时仅二十八岁。
日本京都大学的福井谦一教授和美国康奈尔大学的罗尔德·霍夫曼教授共同获得了一九八一年诺贝尔化学奖。
值得指出的是，这两位获奖者都是运用现代物理学的基石——量子力学来解释分子是如何形成的科学家。
2010年诺贝尔化学奖简介及在命题中的应用
2010年诺贝尔化学奖简介及在命题中的应用科学前沿在劳力上劳心，是一切发明之母.事事在劳力上劳心，变可得事物之真理.陶行知福建江合佩2010年10月6日，瑞典皇家科学院授予美国科学家理查德F赫克、日本科学家根岸英一和铃木章2010年度诺贝尔化学奖，表彰他们在有机物合成过程中钯催化交叉偶联取得的巨大成就.化学奖评审委员会说，三人的研究成果向化学家们提供精致工具，大大提升合成复杂化学物质的可能性.1972年赫克率先发现借助钯催化，不用高温和高压，碳原子间可以相互接近至可以发生反应的距离,1977年根岸英一和1979年铃木章分别对这一理论作出补充，把研究范围扩大到更多有机分子，三位科学家创制了迄今所能使用的最复杂工具之一.碳原子化学性质不活泼，不愿相互结合.怎么让这些懒洋洋的碳原子活跃起来，好将它们凑作一堆?一百多年前人们已经想到办法，法国科学家格林尼亚发明了一种试剂，利用镁原子强行塞给碳原子2个电子，使碳原子变得活跃.但这样的方法在合成复杂大分子的时候有很大局限，人们不能控制活跃的碳原子的行为，反应会产生一些无用的副产物.在制造大分子的过程中，副产物生成得非常多，反应效率低下.赫克、根岸英一和铃木章通过实验发现，用钯作为催化剂可以解决这个问题.钯原子就像媒人一样，把不同的碳原子吸引到自己身边，使碳原子之间的距离变得很近，容易结合也就是偶联，而钯原子本身不参与结合.这样的反应不需要把碳原子激活到很活跃的程度，副产物比较少，更加精确而高效.这一技术让化学家们能够精确有效地制造他们需要的复杂化合物.目前钯催化交叉偶联反应技术已在全球的科研、医药生产和电子工业等领域得到广泛应用.作为一个发展中的大国，我们必须清醒地认识到:21世纪国与国之间的竞争说到底还是人才之间的竞争，而对于一个国家来说创新人才的培养至关重要.因此应该好好抓住诺贝尔化学奖这个非常好的教学资源，帮助学生拓宽视野，开阔思路，激发学生的创造愿望，培养学生的创新能力.基于此，设计了如下几。
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。
2010年诺贝尔奖简介
2010年諾貝爾獎簡介蔡蘊明譯於2010年十月七日(歡迎轉載，但請註明出處)本文譯自諾貝爾化學獎委員會公佈給大眾的新聞稿：/nobel_prizes/chemistry/laureates/2010/info_publ_eng_2010.pdf 若需要進一步的資訊，請至以下網頁點選：/nobel_prizes/chemistry/laureates/2010/Sciback_2010.pdfㄧ個化學家的強力工具對具有複雜結構的化學品之需求越來越高，人類需要新的藥物來治療癌症或阻止致命病毒在人體內的毀滅性破壞，電子產業正在尋找能放光的化學物質，農業則需要能保護作物的化學物質。
2010年的諾貝爾化學獎，賞給了一項工具，它以非常有效率的方式增進了化學家的能力，來滿足上述的需求，這項工具就是：鈀催化的交叉偶合反應。
在1980年代末期，在加勒比海的潛水夫取得了一種名為Discodermia dissoluta 的海綿，那是一種在33公尺的深處所找到的一種沒有眼睛、嘴巴、胃和骨頭的小生物。
頭一眼看去，它很原始，但由於無法躲避敵人，使得Discodermia dissoluta 以及其它的海綿精通了化學，它們具有令人稱奇的能力去製造巨大且複雜的化學分子，這些分子具有毒性而能讓它們避免其它的生物掠食。
研究者發現許多這類的毒物具有醫療效果，它們可作為抗生素、抗病毒或消炎的藥物。
例如初期的一些測試顯示，由Discodermia dissoluta 分離出的discodermolide 有機會在未來成為一個化療的藥物，在它許多的性質中，包括了在試管中可以阻止癌細胞的增生。
移除一個重要的障礙向前推進經過許多深入的研究，科學家已經證實了discodermolide如何與紫杉醇(Taxol，一個現在全球最常使用的抗癌藥物) 以相同的方式打敗癌細胞。
發現一個這麼有潛力的化學物質的確是非常令人雀躍的，但如果沒有2010年的諾貝爾獎所推崇的發現，discodermolide的故事可能就結束在那裡(圖一)，進展可能因為缺乏足夠的物質而停頓，因為不可能從這樣一個從加勒比海的深海中取得的微量物質，來發展成為有效的藥物。
2010年诺贝尔奖
2010年诺贝尔奖作者：专业：引言：诺贝尔奖诺贝尔奖是以瑞典著名化学家、工业家、发明家阿·诺贝尔的部分遗产作为基金创立。
其奖励包括金质奖章、证书和奖金，每年12月10日在斯德哥尔摩和奥斯陆分别举行颁发仪式。
历经一个多世纪的发展，现分设物理、化学、生理或医学、文学、和平和经济六项奖。
1、生理学或医学奖得主：爱德华兹[摘要]新华网斯德哥尔摩10月4日报道瑞典卡罗林斯卡医学院4日宣布，将2010年诺贝尔生理学或医学奖授予有“试管婴儿之父”之称的英国生理学家罗伯特-爱德华兹。
罗伯特·爱德华兹1925年出生于英格兰曼彻斯特。
二战中服完兵役后，他进入威尔士大学和爱丁堡大学学习生物学，1955年获得博士学位，论文内容为小鼠胚胎发育。
1958年他成为英国国立医学研究所研究人员，开始了对人类授精过程的研究。
从1963年开始，爱德华兹相继在剑桥大学和Bourn Hall诊所(世界首个试管授精中心)工作。
Bourn Hall由爱德华兹和Patrick Steptoe所建立，爱德华兹担任其研究主任多年。
爱德华兹同时还是授精研究领域多本顶尖期刊的编辑。
爱德华兹目前是剑桥大学名誉退休教授。
因为在人类试管授精(IVF)疗法上的卓越贡献，罗伯特·爱德华兹(Robert Edwards)获得2010年度诺贝尔生理学或医学奖。
他的贡献使治疗不育症成为可能，包括全球超过10%的夫妇在内的人类因此获益匪浅。
“试管婴儿”是伴随体外授精技术的发展而来的，最初由英国产科医生帕特里克·斯特普托和生理学家罗伯特·爱德华兹合作研究成功的。
世界上第一个试管婴儿路易丝·布朗于1978年7月25日23时47分在英国的奥尔德姆市医院诞生。
“试管婴儿”一诞生就引起了世界科学界的轰动，甚至被称为人类生殖技术的一大创举，也为治疗不孕不育症开辟了新的途径。
“试管婴儿”是让精子和卵子在试管中结合而成为受精卵，然后再把它（在体外受精的新的小生命）送回女方的子宫里（胚卵移植术），让其在子宫腔里发育成熟，与正常受孕妇女一样，怀孕到足月，正常分娩出婴儿。
2010诺贝尔奖获得者
2010诺贝尔奖获得者
2010年诺贝尔奖揭晓仪式于10月4日起陆续举行。
与2009年相同，本年度诺贝尔奖每项奖金仍为1000万瑞典克朗（约合146万美元）。
获奖名单：
1、生理学或医学奖：格林尼治时间4日9时30分（北京时间4日17时30分）（罗伯特·爱德华兹获得2010年诺贝尔生理学或医学奖）。
2、物理学奖：格林尼治时间5日9时45分（北京时间5日17时45分）（曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫获得2010年诺贝尔物理学奖）。
3、化学奖：格林尼治时间6日9时45分（北京时间6日17时45分）（美国科学家理查德·赫克和日本科学家根岸荣一、铃木章获得2010年诺贝尔化学学奖）。
4，文学奖：格林尼治时间7日11时（北京时间7日19时）(秘鲁作家马里奥·巴尔加斯·略萨)。
5、和平奖：格林尼治时间8日9时（北京时间8日17时）。
（美国的迈克尔·约瑟夫·杰克逊）
6、经济学奖：格林尼治时间11日11时（北京时间11日19时）。
（美国经济学家彼得·戴蒙德，戴尔·莫特森，英裔、塞浦路斯籍经济学家克里斯托弗·皮萨里德斯）。
7、生物学奖：格林尼治时间18日12时（北京时间18日20时）。
（美国生物学家安德鲁萨奥斯，查理霍德，爱丁马克奥苏）。
2010年诺贝尔化学奖获得者之一 Heck
2010年诺贝尔化学奖获得者之一Heck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。
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, USAAffiliation at the time of the award: University ofDelaware, USAPrize motivation: "for palladium-catalyzed cross couplings in organic synthesis"Field: organic chemistryPrize 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。
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M = Sn, Li, Cu, etc
B(OH)2 + Br
CO2Me
Pd(PPh3)4, PhH Na2CO3, 6 h Suzuki reaction
CO2Me
Miyaura, N.; Yang, T.; Suzuki, A. Synth. Commun. 1981, 11, 513.
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)
总引：107883；他引：70189；H因子：124
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。 • 目前“钯催化交叉偶联反应”技术已在全球的科研、医药 生产和电子工业等领域得到广泛应用。
Suzuki反应
• 钯催化有机硼试剂参与的C-C交叉偶联反应称 为Suzuki反应。
Pd Cat. R X + R' BY2 R R' R = aryl, vinyl, alkyl X = I, Br, Cl, OTf Y = OH, OR2, etc
Suzuki反应机理
• Suzuki反应与前者类似，也经历了氧化加成和 还原消除等过程。
• 日本人，1930年出生于日本北海道鹉川町(80岁) • 1959年在北海道大学获得博士学位
• 1961年留校工作
• 曾在美国普渡大学作博士生 • 1973年任北海道大学工学系教授 • 现在是北海道大学名誉教授
Suzuki反应
• 1981年，Suzuki和Miyaura将苯硼酸与芳基溴代物反应生成 了C-C交叉偶联反应。芳基硼酸与金属有机化合物相比，对 热、空气、水不敏感，具有廉价、低毒等优点。
Negishi, E. I.; King, A. O.; Okukado, N. J. Org. Chem. 1977, 42, 1821.
Negishi反应机理
Oxidative Addition R X + L2Pd(0)
R Pd L
L X
R'
ZnX
metal transformation
L ZnX2 + R Pd
Heck反应
• 20世纪70年代，Heck和Mizoroki独立开发了如下 类型反应
I H3C CH3 Pd(OAc)2, PPh3 DMF, 90 oC, 24 h COOCH3
+ COOCH3
H3C
CH3
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.
Heck反应
• 钯催化卤代芳烃、卤代烯烃或其类似物与乙烯 基化合物的交叉偶联反应称为Heck反应。
H R X + R1
R2 R3
Pd(0), base
R R1
R2 R3
R = aryl, alkenyl X = I, Br, Cl OTf, SO2Cl etc
Heck反应机理
Negishi反应
L R'
reductive elimination
R R' + L2Pd(0)
谢谢大家！
• Pd催化有机锌与有机卤代物、三氟磺酸酯等之 间发生的交叉偶联反应，称为Negishi反应。
ZnCl + I OMe Cl2Pd(PPh3)2/(i-Bu)2AlH (1:2) 85% OMe
Pd Cat. R X + R' ZnX X = Cl, Br, I, OSO2CF3
R R' +
ZnX2
Richard F. Heck (理查德· 赫克)
总引：78116；他引：58054；H因子：114
• 美国人 • 1931年出生于美国的斯普林菲尔德(Springfield) (79岁) • 1952年, 1954年在美国加利福尼亚大学洛杉矶分校获得学士和博士学位 • 随后，进入瑞士苏黎世联邦工学院 作博士后 • 1971年进入美国特拉华大学(Univ. of Delaware)工作，于1989年退休。 • 现为特拉华大学名誉教授