【历届诺贝尔奖得主(十)】2001年化学奖
2001年诺贝尔化学奖简介(陈浩)

图14 离子液体中的不对称氢化反应
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烯烃的不对称环氧化反应
催化剂
环氧化反应
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• 2001年诺贝尔化学奖简介 讲解结束!谢谢!
领域的又一个里程碑。
• 此后,夏普雷斯又把不对称
氧化反应拓展到不对称双 羟基化反应。目前,不对称 环氧化反应和双羟基化反 应己成为世界上应用最为广泛
的化学反应。近年来,夏普雷 斯还发现了在理论和实际上 都具有重要意义。
诺尔斯发明
不对称催化氢化反应
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• 野依良治 • (日本有机化学家)
• 1938年9月出生于日本兵库县芦屋市, • 1961年在日本京都大学工学院化学专业毕 业后留校作助教, • 1968年到名古屋大学理学院作副教授。 • 1967年获京都大学博士学位。 • 1969到1970年在美国哈佛大学留学, • 1972年33岁时成为名古屋大学教授,并担 任该校研究生院理学研究科主任至今。 • 2000年起任日本名古屋大学物质科学研究 中心主任。
• 虽然当时取得的结果并不是十分完美, 研究结果也只发表在英国化学会的 《化学通讯》上,但这是这一研究领 域获得突破的原始刨新性工作,它开
创了均相不对称催化合成手 性分子的先河。以这一反应为基
础,20世纪70年代初诺尔斯就在孟山 都公司利用不对称氢化方法实现了工 业合成治疗帕金森病的L-多巴这一手 性药物。
讲解人:陈浩
• 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
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。
历届诺贝尔化学奖得主(1901-2014)

历届诺贝尔化学奖得主 (1901-2014)年份获奖者 国籍 获奖原因 1901年 雅各布斯·亨里克斯·范托夫荷兰 “发现了化学动力学法则和溶液渗透压” 1902年 赫尔曼·费歇尔 德国“在糖类和嘌呤合成中的工作” 1903年 斯凡特·奥古斯特·阿伦尼乌斯瑞典 “提出了电离理论” 1904年 威廉·拉姆齐爵士英国 “发现了空气中的惰性气体元素并确定了它们在元素周期表里的位置” 1905年 阿道夫·冯·拜尔德国 “对有机染料以及氢化芳香族化合物的研究促进了有机化学与化学工业的发展” 1906年 亨利·莫瓦桑法国 “研究并分离了氟元素,并且使用了后来以他名字命名的电炉” 1907年 爱德华·比希纳德国 “生物化学研究中的工作和发现无细胞发酵” 1908年 欧内斯特·卢瑟福英国 “对元素的蜕变以及放射化学的研究” 1909年 威廉·奥斯特瓦尔德德国 “对催化作用的研究工作和对化学平衡以及化学反应速率的基本原理的研究” 1910年 奥托·瓦拉赫德国 “在脂环族化合物领域的开创性工作促进了有机化学和化学工业的发展的研究” 1911年 玛丽·居里波兰 “发现了镭和钋元素,提纯镭并研究了这种引人注目的元素的性质及其化合物” 1912年 维克多·格林尼亚 法国 “发明了格氏试剂” 保罗·萨巴捷法国 “发明了在细金属粉存在下的有机化合物的加氢法” 1913年 阿尔弗雷德·维尔纳瑞士 “对分子内原子连接的研究,特别是在无机化学研究领域” 1914年 西奥多·威廉·理查兹美国 “精确测定了大量化学元素的原子量” 1915年 里夏德·维尔施泰特德国 “对植物色素的研究,特别是对叶绿素的研究” 1916年 未颁奖1917年 未颁奖1918年 弗里茨·哈伯德国 “对从单质合成氨的研究” 1919年 未颁奖1920年 瓦尔特·能斯特德国 “对热化学的研究” 1921年 弗雷德里克·索迪英国 “对人们了解放射性物质的化学性质上的贡献,以及对同位素的起源和性质的研究” 1922年 弗朗西斯·阿斯顿英国 “使用质谱仪发现了大量非放射性元素的同位素,并且阐明了整数法则” 1923年 弗里茨·普雷格尔奥地利 “创立了有机化合物的微量分析法” 1924年 未颁奖1925年 里夏德·阿道夫·席格蒙迪 德国“阐明了胶体溶液的异相性质,并创立了相关的分析法” 1926年 特奥多尔·斯韦德贝里 瑞典 “对分散系统的研究”1927年 海因里希·奥托·威兰 德国 “对胆汁酸及相关物质的结构的研究”1928年 阿道夫·温道斯 德国 “对甾类的结构以及它们和维他命之间的关系的研究”1929年 阿瑟·哈登 英国 “对糖类的发酵以及发酵酶的研究” 汉斯·冯·奥伊勒-切尔平 德国1930年 汉斯·费歇尔 德国 “对血红素和叶绿素的组成的研究,特别是对血红素的合成的研究”1931年 卡尔·博施 德国 “发明与发展化学高压技术” 弗里德里希·贝吉乌斯 德国1932年 欧文·兰米尔 美国 “对表面化学的研究与发现”1933年 未颁奖1934年 哈罗德·克莱顿·尤里 美国 “发现了重氢”1935年 弗雷德里克·约里奥-居里 法国 “合成了新的放射性元素” 伊伦·约里奥-居里 法国1936年 彼得·德拜 荷兰 “通过对偶极矩以及气体中的X 射线和电子的衍射的研究来了解分子结构”1937年 沃尔特·霍沃思 英国 “对碳水化合物和维生素C 的研究”保罗·卡勒 瑞士 “对类胡萝卜素、黄素、维生素A 和维生素B2的研究”1938年 里夏德·库恩 德国 “对类胡萝卜素和维生素的研究”1939年 阿道夫·布特南特 德国 “对性激素的研究” 拉沃斯拉夫·鲁日奇卡 瑞士 “对聚亚甲基和高级萜烯的研究”1940年 未颁奖1941年 未颁奖1942年 未颁奖1943年 乔治·德海韦西 匈牙利 “在化学过程研究中使用同位素作为示踪物” 1944年 奥托·哈恩 德国 “发现重核的裂变”1945年 阿尔图里·伊尔马里·维尔塔宁 芬兰 “对农业和营养化学的研究发明,特别是提出了饲料储藏方法”1946年 詹姆斯·B·萨姆纳 美国 “发现了酶可以结晶”约翰·霍华德·诺思罗普 美国 “制备了高纯度的酶和病毒蛋白质” 温德尔·梅雷迪思·斯坦利 美国1947年 罗伯特·鲁宾逊爵士 英国 “对具有重要生物学意义的植物产物,特别是生物碱的研究”1948年 阿尔内·蒂塞利乌斯 瑞典 “对电泳现象和吸附分析的研究,特别是对于血清蛋白的复杂性质的研究”1949年 威廉·吉奥克 美国 “在化学热力学领域的贡献,特别是对超低温状态下的物质的研究”1950年 奥托·迪尔斯 西德 “发现并发展了双烯合成法” 库尔特·阿尔德 西德1951年 埃德温·麦克米伦 美国 “发现了超铀元素” 格伦·西奥多·西博格 美国1952年 阿彻·约翰·波特·马丁 英国 “发明了分配色谱法” 理查德·劳伦斯·米林顿·辛英国格1953年 赫尔曼·施陶丁格 西德 “在高分子化学领域的研究发现”1954年 莱纳斯·鲍林 美国 “对化学键的性质的研究以及在对复杂物质的结构的阐述上的应用”1955年 文森特·迪维尼奥 美国 “对具有生物化学重要性的含硫化合物的研究,特别是首次合成了多肽激素”1956年 西里尔·欣谢尔伍德爵士 英国 “对化学反应机理的研究” 尼古拉·谢苗诺夫 苏联1957年 亚历山大·R·托德男爵 英国 “在核苷酸和核苷酸辅酶研究方面的工作”1958年 弗雷德里克·桑格 英国 “对蛋白质结构组成的研究,特别是对胰岛素的研究”1959年 雅罗斯拉夫·海罗夫斯基 捷克 “发现并发展了极谱分析法”1960年 威拉得·利比 美国 “发展了使用碳14同位素进行年代测定的方法,被广泛使用于考古学、地质学、地球物理学以及其他学科”1961年 梅尔文·卡尔文 美国 “对植物吸收二氧化碳的研究”1962年 马克斯·佩鲁茨 英国 “对球形蛋白质结构的研究” 约翰·肯德鲁 英国1963年 卡尔·齐格勒 西德 “在高聚物的化学性质和技术领域中的研究发现” 居里奥·纳塔 意大利1964年 多萝西·克劳福特·霍奇金 英国 “利用X 射线技术解析了一些重要生化物质的结构” 1965年 罗伯特·伯恩斯·伍德沃德 美国 “在有机合成方面的杰出成就”1966年 罗伯特·S·马利肯 美国 “利用分子轨道法对化学键以及分子的电子结构所进行的基础研究”1967年 曼弗雷德·艾根 西德“利用很短的能量脉冲对反应平衡进行扰动的方法,对高速化学反应的研究”罗纳德·乔治·雷伊福特·诺里什 英国 乔治·波特 英国1968年 拉斯·昂萨格 美国 “发现了以他的名字命名的倒易关系,为不可逆过程的热力学奠定了基础”1969年 德里克·巴顿 英国 “发展了构象的概念及其在化学中的应用” 奥德·哈塞尔 挪威1970年 卢伊斯·弗德里科·莱洛伊尔 阿根廷 “发现了糖核苷酸及其在碳水化合物的生物合成中所起的作用”1971年 格哈德·赫茨贝格 加拿大 “对分子的电子构造与几何形状,特别是自由基的研究”1972年 克里斯蒂安·B·安芬森 美国 “对核糖核酸酶的研究,特别是对其氨基酸序列与生物活性构象之间的联系的研究” 斯坦福·摩尔 美国 “对核糖核酸酶分子的活性中心的催化活性与其化学结构之间的关系的研究”威廉·霍华德·斯坦 美国 1973年 恩斯特·奥托·菲舍尔 西德 “对金属有机化合物,又被称为夹心化合物,的化学性质的开创性研究”杰弗里·威尔金森 英国 1974年 保罗·弗洛里 美国 “高分子物理化学的理论与实验两个方面的基础研究”1975年 约翰·康福思 英国 “酶催化反应的立体化学的研究” 弗拉迪米尔·普雷洛格瑞士 “有机分子和反应的立体化学的研究” 1976年 威廉·利普斯科姆 美国 “对硼烷结构的研究,解释了化学成键问题”1977年 伊利亚·普里高津 比利时 “对非平衡态热力学的贡献,特别是提出了耗散结构的理论”1978年 彼得·米切尔 英国 “利用化学渗透理论公式,为了解生物能量传递作出贡献”1979年 赫伯特·布朗 美国 “分别将含硼和含磷化合物发展为有机合成中的重要试剂”格奥尔格·维蒂希 西德 1980年 保罗·伯格 美国 “对核酸的生物化学研究,特别是对重组DNA 的研究” 沃特·吉尔伯特 美国 “对核酸中DNA 碱基序列的确定方法” 弗雷德里克·桑格 英国1981年 福井谦一 日本 “通过他们各自独立发展的理论来解释化学反应的发生”罗德·霍夫曼 美国 1982年 阿龙·克卢格 英国 “发展了晶体电子显微术,并且研究了具有重要生物学意义的核酸-蛋白质复合物的结构”1983年 亨利·陶布 美国 “对特别是金属配合物中电子转移反应机理的研究”1984年 罗伯特·布鲁斯·梅里菲尔德美国 “开发了固相化学合成法” 1985年 赫伯特·豪普特曼 美国 “在发展测定晶体结构的直接法上的杰出成就” 杰尔姆·卡尔 美国1986年 达德利·赫施巴赫 美国“对研究化学基元反应的动力学过程的贡献” 李远哲 中国台湾约翰·查尔斯·波拉尼 加拿大1987年 唐纳德·克拉姆 美国 “发展和使用了可以进行高选择性结构特异性相互作用的分子” 让-马里·莱恩 法国 查尔斯·佩德森 美国1988年 约翰·戴森霍费尔 西德“对光合反应中心的三维结构的测定”罗伯特·胡贝尔 西德 哈特穆特·米歇尔 西德1989年 悉尼·奥尔特曼 加拿大 “发现了RNA 的催化性质” 托马斯·切赫 美国1990年 艾里亚斯·詹姆斯·科里 美国 “发展了有机合成的理论和方法学”1991年 理查德·恩斯特 瑞士 “对开发高分辨率核磁共振(NMR )谱学方法的贡献” 1992年 鲁道夫·马库斯 美国 “对化学体系中电子转移反应理论的贡献”1993年 凯利·穆利斯 美国 “发展了以DNA 为基础的化学研究方法,开发了聚合酶链锁反应(PCR )”迈克尔·史密斯 加拿大 “发展了以DNA 为基础的化学研究方法,对建立寡聚核苷酸为基础的定点突变及其对蛋白质研究的发展的基础贡献”1994年 乔治·安德鲁·欧拉 美国 “对碳正离子化学研究的贡献”1995年 保罗·克鲁岑 荷兰 “对大气化学的研究,特别是有关臭氧分解的研究”马里奥·莫利纳美国 弗兰克·舍伍德·罗兰美国 1996年 罗伯特·柯尔美国 “发现富勒烯” 哈罗德·克罗托爵士英国 理查德·斯莫利美国 1997年 保罗·博耶美国 “阐明了三磷酸腺苷(ATP )合成中的酶催化机理” 约翰·沃克英国 延斯·克里斯蒂安·斯科丹麦 1998年 沃尔特·科恩 美国 “创立了密度泛函理论” 约翰·波普英国 发展了量子化学中的计算方法 1999年 亚米德·齐威尔埃及 “用飞秒光谱学对化学反应过渡态的研究” 2000年 艾伦·黑格美国 “发现和发展了导电聚合物” 艾伦·麦克德尔米德美国 白川英树日本 2001年 威廉·斯坦迪什·诺尔斯美国 “对手性催化氢化反应的研究”野依良治日本 巴里·夏普莱斯美国 “对手性催化氧化反应的研究” 2002年约翰·贝内特·芬恩美国 “发展了对生物大分子进行鉴定和结构分析的方法,建立了软解析电离法对生物大分子进行质谱分析” 田中耕一日本 库尔特·维特里希 瑞士 “发展了对生物大分子进行鉴定和结构分析的方法,建立了利用核磁共振谱学来解析溶液中生物大分子三维结构的方法”2003年 彼得·阿格雷 美国 “对细胞膜中的离子通道的研究,发现了水通道” 罗德里克·麦金农 美国 “对细胞膜中的离子通道的研究,对离子通道结构和机理的研究”2004年 阿龙·切哈诺沃 以色列“发现了泛素介导的蛋白质降解”阿夫拉姆·赫什科 以色列 欧文·罗斯 美国2005年 伊夫·肖万 法国“发展了有机合成中的复分解法”罗伯特·格拉布 美国 理查德·施罗克 美国2006年 罗杰·科恩伯格 美国 “对真核转录的分子基础的研究” 2007年 格哈德·埃特尔 德国 “对固体表面化学进程的研究”2008年 下村脩 美国“发现和改造了绿色荧光蛋白(GFP )”马丁·查尔菲 美国 钱永健 美国2009年 文卡特拉曼·拉马克里希南 英国 “对核糖体结构和功能方面的研究” 托马斯·施泰茨 美国阿达·约纳特 以色列2010年 理查德·赫克 美国“对有机合成中钯催化偶联反应的研究”根岸英一 日本 铃木章 日本2011年 丹·谢赫特曼 以色列 “准晶体的发现”2012年罗伯特·莱夫科维茨[2]美国“对G蛋白偶联受体的研究”2013年马丁·卡普拉斯美国[3]给复杂化学体系设计了多尺度模型[4]迈克尔·莱维特亚利耶·瓦谢尔2014年埃里克·白兹格(EricBetzig)美国“在超分辨率荧光显微技术领域取得的成就”威廉姆·艾斯科·莫尔纳尔(William E. Moerner)美国斯特凡·W·赫尔(Stefan W.Hell)德国。
历年诺贝尔化学奖

发展了使用碳14同位素进行年代测定的方法
1961年:梅尔温·卡尔文
研究了植物对二氧化碳的吸收,以及光合作用
1962年:马克斯·佩鲁茨,,约翰·肯德鲁
研究了肌红蛋白的结构
1963年:卡尔·齐格勒,朱里奥·纳塔
对聚合物的研究,齐格勒-纳塔聚合
1964年:多罗西·克劳富特·霍奇金(Dorothy Crowfoot Hodgkin,英国)
1929年:亚瑟·哈登, 汉斯·奥伊勒-克尔平
对糖类的发酵以及发酵酶的研究和探索
1930年:汉斯.费歇尔
对血红素和叶绿素等的研究
1931年:卡尔·博施, 弗里德里希·柏吉斯
在高压化学合成技术上的贡献
1932年:兰格缪尔
对表面化学的研究
1934年:哈罗德·尤里
发现了氘
1990年:伊莱亚斯·科里
开发了计算机辅助有机合成的理论来自方法 1991年:理乍得·恩斯特
对开发高分辨率核磁共振(NMR)的贡献
1992年:罗道夫·阿瑟·马库斯
对创立和发展电子转移反应的贡献
1993年:凯利·穆利斯, 迈克尔·史密斯
对DNA化学的研究,开发了聚合酶链式反应(PCR)
1938年:理乍得·库恩
对类胡罗卜素和维生素的研究
1939年:阿道夫·弗雷德里希·Johann·布特南特, 利奥波德·Ruzicka
对性激素的研究 以及 对聚亚甲基和高萜烯的研究
1940年:未发奖。
1941年:未发奖。
1942年:未发奖。
1943年:格奥尔格·赫维西
对在化学变化中使用同位素作为失踪物的研究
1979年:赫伯特·布朗, 乔治·维蒂希
2001年诺贝尔化学奖简介

(合成手性物质) 拓展
野依良治发展 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Monsan例手性 合成工业化的例子,而且更重要的 是成为了不对称催化合成手性分子 的一面旗帜,极大地促进了这个研 究领域的发展。
• 此后,日本的野依良治对其工作进 行了创造性的发展。发明了以手性 双膦BINAP为代表的配体分子, 通过与合适的金属配位形成了
一系列新颖高效的手性催化 剂,用于不对称催化氢化反应,
• 这三位科学家的成就在于找到了有机 合成反应中的高效手性催化剂和
立体选择性反应的方法,可 以高效、方便地合成手性分 子的单一异构体。他们在发展不
对称催化反应方法的同时也促进了化 学工业和制药工业的进展,以满足人 们的健康需求。
• 不对称催化反应的产物是手性分子 • 手性是自然界的普遍特征。 • 构成自然界物质中的一些手性活性 分子虽然从原子组成来看是一
图14 离子液体中的不对称氢化反应
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烯烃的不对称环氧化反应
催化剂
环氧化反应
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• 2001年诺贝尔化学奖简介 讲解结束!谢谢!
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• K-巴里-夏普雷斯 • (美国有机化学家)
• 来自美国加利福尼亚Scripps研究 学院。 • 1941年出生于美国宾西法尼亚州 费城。 • 1968年获斯坦福大学博士学位。 • 1990年起,任美国Scripps研究学 院化学教授。
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• 反应停(酞胺哌啶酮)
历届诺贝尔化学奖得主

历届诺贝尔化学奖得主0、2012年诺贝尔化学奖得主是两位美国科学家罗伯特·莱夫科维茨(Robert J. Lefkowitz)和布莱恩·克比尔卡(Brian K. Kobilka)因―G蛋白偶联受体研究‖获得。
大约一千个基因编码这类受体,适用于光、味道、气味、肾上腺素、组胺、多巴胺以及复合胺等。
大约一半的药物通过G蛋白偶联受体起作用。
1、2011诺贝尔化学奖得主是今年70岁的以色列科学家丹尼尔-肖特曼,他因发现准晶体的贡献获奖。
这种材料具有的奇特结构推翻了晶体学已建立的概念。
瑞典皇家科学院诺贝尔委员会说,准晶体就像是―原子层次重现的阿拉伯世界马赛克拼图‖,从不重复自身。
在此之前,科学家一直认为晶体内的原子结构得重复自身排列。
2、2010年诺贝尔化学奖得主是美国科学家理查德·赫克、日本科学家根岸英一和铃木章共同获得在―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。
3、2009年诺贝尔化学奖的是英国剑桥大学科学家文卡特拉曼·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,他们在对―核糖体结构和功能的研究‖上作出了杰出的贡献。
他们都采用了X射线蛋白质晶体学的技术,标识出了构成核糖体的成千上万个原子,不仅让我们知晓了核糖体的―外貌‖,而且在原子层面上揭示了核糖体功能的机理。
同时这三位科学家构筑了三维模型来显示不同的抗生素是如何抑制核糖体功能的,这些模型已被用于研发新的抗生素,直接帮助减轻人类的病痛,拯救生命。
4、2008年度诺贝尔化学奖授予日本科学家下村修、美国科学家马丁·沙尔菲,以及美国华裔科学家钱永健。
他们三人因为在绿色荧光蛋白(GFP)研究和应用方面做出的突出贡献5、2007年度诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德•埃特尔,以表彰他在―固体表面化学过程‖研究中作出的贡献,它可以帮助我们了解不同的过程,甚至能解释臭气层破坏,半导体工业也是与表面化学相关联的领域。
2001年诺贝尔化学奖简介[方案]
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2001年諾貝爾化學獎簡介蔡蘊明譯自諾貝爾獎委員會公佈給大眾之新聞稿:http://www.nobel.se/chemistry/laureates/2001/public.html今年的諾貝爾化學獎是由三位科學家共同獲得,一位是曾在美國聖路易的孟山都(Monsanto)公司工作的諾爾斯(William S. Knowles),另一位是日本名古屋大學的野依良治(Ryoji Noyori),以及美國聖荷拉的斯克里普斯(Scripps)研究所的夏普勒斯(K. Barry Sharpless)。
得獎的原因主要是由於他們在催化性的不對稱合成上的貢獻,他們的成就對於學術的研究,新藥物及材料的發展是非常重要的,並且應用在許多藥物以及具生物活性的化合物之工業合成上。
以下簡介這個研究領域的一些背景資料,以及三位得獎者在這方面的貢獻。
鏡像的催化反應掌性的分子今年的諾貝爾化學獎,是與掌性(chiral)的分子如何用在加速以及控制重要的化學反應有關。
許多的生化分子就好像人的手一般,具有鏡像的性質,中文有時亦稱之為手性,而英文的chiral就是從希臘文的“手”演變而來的。
拿一個常見的胺基酸─丙胺酸(alanine)為例(圖一),它具有兩種可能的結構,一個稱為(S)-丙胺酸,另一個則稱為(R)-丙胺酸,二者呈鏡像的關係,就好像兩隻手掌的關係一樣,這兩個分子不論我們如何在空間中旋轉它們,它們的結構都無法完全重合在一起,就如同左手與右手互為鏡像,但兩隻手沒有辦法完全重合,任何人都可以輕易區別左手和右手的,顯然的在圖一中的兩個結構在三度空間中的位置安排是不一樣的,其主要的原因在於中心位置的碳原子上接有四個不同的基團,H、CH3、NH2、COOH,而且這四個基團位於一個正四面體的四個角落,圖一中NH2及COOH與碳之間的鍵結以一個實線代表其位於紙面上,而粗黑的鍵代表是伸出紙面的,而虛線則是代表該鍵是伸入紙背的,這是化學家在紙上常用的表示方式。
诺贝尔化学奖名录

诺贝尔化学奖名录诺贝尔化学奖是世界上最高荣誉的化学奖项,每年颁发给在化学领域做出卓越贡献的科学家。
自1901年设立以来,已经有许多杰出的科学家荣膺该奖项。
以下是诺贝尔化学奖获得者名录:1901年:雅各布斯·赫尔斯东1902年:赫尔曼·冯·黑尔芬1903年:西蒙·冯塔费1904年:威廉·拉姆齐1905年:亨利克·安东·洛伦兹1906年:约瑟夫·约翰·汤姆生1907年:爱德华·弗兰克1908年:恩斯特·鲁特福德1909年:威廉·欧斯特1910年:奥托·瓦拉赫1911年:玛丽·居里1912年:维克托·兰伯特1913年:阿尔弗雷德·维尔斯1914年:沃尔夫冈·奥斯特瓦尔德1915年:理查德·威尔斯坦1918年:弗里茨·哈勒1919年:卡尔·费迪南德·克兰内1920年:沃尔特·诺德豪斯1921年:弗里茨·赫兴1922年:弗朗西斯·威廉·阿斯顿1923年:弗里茨·泽尔斯1925年:理查德·阿希特1926年:波许1927年:海因里希·威廉·卡尔·鲁斯 1928年:奥德内斯·哈伯1929年:奥夫·玻尔1930年:汉斯·冯·赫尔岑贝格1931年:弗里茨·普朗克1932年:伯纳德·萨克斯1934年:哈罗德·厄普1935年:弗兰克·惠勒1936年:彼得·德拜1937年:诺曼·哈金1938年:理查德·库康1939年:保罗·克鲁特1943年:乔治·德弗里斯特1944年:奥德里希·弗洛伊德1945年:阿里斯托蒂莱·博瓦拉1946年:詹姆斯·萨默菲尔德1947年:罗伯特·罗宾逊1948年:阿德里安·伊瑟尔1949年:威廉·肖克利1950年:奥托·迈耶霍夫1951年:埃德蒙·哈欣斯基1952年:阿夫雷德·伍德华德1953年:赫曼·施莱夫1954年:林纳斯·鲍林1955年:文森特·杜邦1956年:西尔曼·伯格曼1957年:洛伊丝·格洛克纳1958年:弗雷德里克·萨克曼1959年:凯利·莫特1960年:威拉德·利卡1961年:梅尔文·卡尔文1962年:马克斯·珀鲁茨1963年:卡尔·锄礼1964年:多尔纳·拉姆齐1965年:罗伯特·伯纳德·木华 1966年:罗伯特·西蒙斯1967年:马诺哈尔·肯尼斯·尚普 1968年:拉尔夫·斯托克1969年:德里克·巴顿1970年:路易·布隆德尔1971年:格拉德斯通·弗拉克 1972年:克里斯托夫·安森 1973年:恩里科·费米1974年:保罗·弗洛里1975年:约翰·康韦1976年:威廉·利普斯科姆 1977年:伊利亚斯·柴克1978年:约翰·布恩1979年:赫伯特·布朗1980年:保罗·伯格1981年:肯尼思·奥尔斯特姆 1982年:亨利·塔夫茨1983年:罗伯特·默里1984年:罗伯特·布鲁斯特 1985年:赫尔曼·施托德林 1986年:约翰·波尔塔什1987年:查尔斯·彼得斯1988年:约翰·达夫1989年:西德尼·阿尔特曼 1990年:埃利亚斯·科里1991年:理查德·雷诺兹1992年:鲁道夫·马尔库斯1993年:基里尔·卡里里奇·肖尔 1994年:乔治·奥尔巴赫1995年:保罗·克劳泽1996年:理查德·施罗德1997年:保罗·D·博伊耳1998年:沃尔特·科恩1999年:阿哈拉·伯恩斯坦2000年:艾伦·赖奇2001年:威廉·萨莫伊尔2002年:约翰·巴德伊斯2003年:彼得·阿格雷2004年:阿龙·切奇2005年:罗伯特·格伦韦尔2006年:罗杰·库尔曼2007年:格尔哈德·艾伯2008年:奥斯汀·特劳特2009年:托马斯·施特茨勒2010年:理查德·赫克2011年:丹尼尔·谢克曼2012年:罗伯特·莱菲兰德2013年:马丁·卡普特2014年:艾里克·贺希2015年:托马斯·林德尔2016年:让-皮埃尔·索格2017年:雅克·迪比2018年:弗朗索瓦·阿诺2019年:约翰·古德诺夫2020年:艾米·阿希托夫2021年:本杰明·利斯顿这些科学家不仅在化学领域做出了杰出的贡献,也为人类的生活和健康做出了不可磨灭的贡献。
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化学奖
美国科学家威廉·诺尔斯、巴里·夏普莱斯、日本科学家野依良治因在“手性催化氢化反应”领域取得的成就,而共同获得诺贝尔化学奖。
威廉·诺尔斯
威廉·诺尔斯((KnowlesWs)于1917年生于美国。
1942年,他获得美国哥伦比亚大学博士学位。
1966年,威尔金森等人发现了可用于均相催化氢化的威尔金森催化剂---三(三苯基膦)氯化铑。
在此前后,霍勒等人先后发现了手性膦的制备方法。
在此基础上,1968年,当时在孟山都公司(圣路易斯)工作的诺尔斯用(-)-甲基正丙基苯基膦替代威尔金森催化剂中的三苯基膦,并以此为催化剂催化α-苯基丙烯酸,得到一种对映体过量15%的氢化产物。
虽然对映体过量相对于目前水平还较低,但在此方向上却是突破性的进展。
所获奖项
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。
贡献
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,野依良治至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。
诺贝尔奖项
瑞典当地时间10日下午(北京时间10日晚上),瑞典国王卡尔十六·古斯塔夫向美国科学家威廉·S·诺尔斯颁发了2001年诺贝尔化学奖。
威廉·S·诺尔斯来自美国密苏里州圣路易斯。
现年84岁,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。
本届诺贝尔化学奖分别授予了美国科学家威廉·S·诺尔斯、日本科学家野依良治及美国科学家K·巴里·夏普雷斯。
巴里·夏普莱斯。