Woodward最杰出的成就,維生素B12的合成
1965年,伍德沃德因在有機(jī)合成方面的杰出貢獻(xiàn)而榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。獲獎(jiǎng)后,他并沒(méi)有因?yàn)楣Τ擅投V构ぷ?。而是向著更艱巨復(fù)雜的化學(xué)合成方向前進(jìn)“。他組織了14個(gè)國(guó)家的110位化學(xué)家,協(xié)同攻關(guān),探索維生素B12的人工合成問(wèn)題。在他以前,這種極為重要的藥物,只能從動(dòng)物的內(nèi)臟中經(jīng)人工提煉,所以?xún)r(jià)格極為昂貴,且供不應(yīng)求。
維生素B12,的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,伍德沃德經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),它有181個(gè)原子,在空間呈魔氈狀分布,性質(zhì)極為脆弱,受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫的作用都會(huì)分解,這就給人工合成造成極大的困難。伍德沃德設(shè)計(jì)了一個(gè)拼接式合成方案,即先合成維生素B12的各個(gè)局部,然后再把它們對(duì)接起來(lái)。這種方法后來(lái)成了合成所有有機(jī)大分子普遍采用的方法。
合成維生素B12過(guò)程中,不僅存在一個(gè)創(chuàng)立新的合成技術(shù)的問(wèn)題,還遇到一個(gè)傳統(tǒng)化學(xué)理論不能解釋的有機(jī)理論問(wèn)題。為此,伍德沃德參照了日本化學(xué)家福井謙一提出的“邊界電子論”,和他的學(xué)生兼助手霍夫曼一起,提出了分子軌道對(duì)稱(chēng)守恒原理,這一理論用對(duì)稱(chēng)性簡(jiǎn)單直觀地解釋了許多有機(jī)化學(xué)過(guò)程,如電環(huán)合反應(yīng)過(guò)程、環(huán)加成反應(yīng)過(guò)程、σ鍵遷移過(guò)程等。該原理指出,反應(yīng)物分子外層軌道對(duì)稱(chēng)一致時(shí),反應(yīng)就易進(jìn)行,這叫“對(duì)稱(chēng)性允許”反應(yīng)物分子外層軌道對(duì)稱(chēng)性不一致時(shí),反應(yīng)就不易進(jìn)行,這叫“對(duì)稱(chēng)性禁阻”。分子軌道理論的創(chuàng)立,使霍夫曼和福井謙一共同獲得了1981年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。因?yàn)楫?dāng)時(shí),伍德沃德已去世2年,而諾貝爾獎(jiǎng)又不授給已去世的科學(xué)家,所以學(xué)術(shù)界認(rèn)為,如果伍德沃德還健在的話(huà),他必是獲獎(jiǎng)人之一,那樣,他將成為少數(shù)兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng)金的科學(xué)家之一。
伍德沃德合成維生素B12時(shí),共做了近千個(gè)復(fù)雜的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn),歷時(shí)11年,終于在他謝世前幾年實(shí)現(xiàn)了,完成了復(fù)雜的維生素B12的合成工作。參加維生素B12合成的化學(xué)家,除了霍夫曼以外,還有瑞士著名化學(xué)家埃申莫塞(A.Escheni11oser)等。
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