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第一位有机化学诺贝尔奖得主

时间:2023-09-28 百科知识 版权反馈
【摘要】:费舍是位有机化学家,在有机化学发展史上,费舍的名字是不能够被遗忘的。费舍就是在这样的环境中走上了研究化学的道路,并作出了杰出贡献。在3年之内,拜尔把费舍培养成一名博士。据说,在斯特拉斯堡,费舍是有史以来最年轻的博士。在费舍以前,人们经过分析推测出葡萄糖是由一个羰基、5个羟基组成的6碳糖。费舍的方法后来成为鉴定糖的重要方法。费舍对糖化学的研究经历了几乎10年的时间。进入20世纪后,费舍的工作随着历史的脚

第一位有机化学诺贝尔奖得主——费舍

1902年,诺贝尔奖委员会在一份报告中写道:“在上一世纪的最后几十年里,有机化学研究中那种独有的风格,在费舍关于糖的研究中达到了光辉的顶点。从实验技术的角度看,他的工作可以认为是无与伦比的。”报告中还写道:“由于该项工作相当复杂,理论证明十分详尽,因此,通过这一工作所确立的原子团概念是如此坚守可靠,即使将来我们关于原子和原子价本质的观念全变了,我们也可以肯定地说:这一原子团的概念永远不会被推翻。”

诺贝尔奖委员会一向以严谨认真著称,这一次却说了这么多绝对的、不留余地的话,也许是由于刚刚颁奖不久,经验不足。即使这样,也是不应该原谅的。因为如果说对糖的研究在1902年就达到了“光辉的顶点”,而且关于糖(碳水化合物)的“概念永远不会被推翻”,那么,1934年以后又有两位科学家因为推进这方面的研究而获得诺贝尔化学奖应作何解释呢?所以,正确的说法应当是,个人的事业有顶点,而整个科学事业是没有顶点的。人类总是要不断地有所发现,有所发明,有所制造,有所前进的。

当然,对于艾米尔·费舍(Emil Fischer)来说,他对化学的贡献的确是令世人瞩目的,不然为什么在12名候选人当中,单单把1902年的化学奖授给了他?而他的老师拜尔反倒比他迟了3年才获得这一荣誉。

费舍是位有机化学家,在有机化学发展史上,费舍的名字是不能够被遗忘的。19世纪中,有机合成化学已经发展成一门比较成熟的科学。当时的许多知名科学家,尤其是德国的科学家促成了这一学科的建立。对一些常见的然而复杂的有机物分子结构的研究,要求能够娴熟地掌握已有的分析方法,并能发明新的方法,这是需要系统的工作、坚韧的毅力和相当的准确性的。所有这些品质都被认为是典型的德国式的,因此,当时德国有机化学蓬勃发展,应当说并非出于偶然。费舍就是在这样的环境中走上了研究化学的道路,并作出了杰出贡献。

1852年10月9日,艾米尔·费舍出生于莱茵河西岸的科隆。童年的艾米尔生活条件优越,天资聪明,这使他的富豪父亲十分得意。1869年,艾米尔以优异的成绩从波恩大学预科毕业,1871年初,又考入波恩大学本科。

对艾米尔来说,波恩大学却使他失望。从春到夏的这个学期里,艾米尔只能听听课,在学年中间根本不可能在实验室里得到位置,秋天才开始有实验课。校内对艾米尔唯一有吸引力的人物是奥古斯特·凯库勒教授。他是一位优秀的演说家、天才的理论家、卓越的实验家,而且还是深受学生们爱戴的人物。艾米尔很崇拜他。但是,要想进入凯库勒的实验室,先得经过分析化学实验室。所以,艾米尔焦急地等待秋季学期的到来,以便开始分析化学实验。

然而,到了分析化学实验室又使他大失所望。助教的那种工作方式使学生们很头痛。第一天,艾米尔从助教那里领到一只盛有深绿色溶液的烧瓶。

“按规定,分析结果应在一周内作出,因为您是初次作,给您两周时间。”

“可是,我根本不知道分析该怎样做呀!”艾米尔困窘地看着助教。

“您那里有实验指南和图表啊,看一看,自己去干吧!”

实习生们几乎没有待在实验室里的。有些人把发给他们作分析用的溶液偷偷地拿出去,然后又不知从哪儿把分析结果带回来,交给了助教。艾米尔工作了两周,他深入钻研实验指南,把每项复杂的测定都做过好几遍。可是,当他把实验报告送给那位助教时,助教却用诧异的眼光看着他说:

“这纯粹是虚构的结果!您的溶液里什么也没有!您怎么会发现镍呢?这镉又从何而来?怎么还有钾呢?费舍先生,重新分析一遍吧!做实验时要细心一些才好。”

艾米尔脸红了,太阳穴怦怦地跳。

第二年,艾米尔开始做定量分析方面的化学实验。这时,他对化学彻底失望了:因为所有的分析都是采用简陋的、早已过时的经典方法。

然而,1872年秋天,艾米尔在堂兄的劝说下,进入斯特拉斯堡读书。

斯特拉斯堡的一切都不同寻常。连人也有点儿和普通人不一样。据说,由于这座城市处于与法国接壤的边境地带,因此,当地居民吸收了法国的许多风俗习惯。

师生之间的关系也不同一般。费舍兄弟对医学和微生物学都感兴趣。但是,在教师中最吸引他们的却是一位化学教授阿道夫·冯·拜尔。

拜尔对待这些年轻人十分热情。不久,他就邀请他们到自己家中做客。教授家中舒适宁静,这里的一切都使人感到适于进行友好而倾心的谈话。

过了一段时间,在拜尔教授的指导下,艾米尔着手撰写关于荧光素合成问题的博士论文。这时,对他来说,化学已不再是枯燥无味的学科了,而是充满生气,又饶有趣味。拜尔反复告诫他们科研工作的一条基本原则:“大自然创造出许许多多活的有机体,而这些有机体又是由千百种物质构成的。要了解这些物质,首先要研究它们,然后再把它们合成出来!只有把它们成功地合成出来,一个科学家才能说是把这项研究工作完成了。”

荧光素方面的研究工作进展顺利。与此同时,艾米尔还想进行另一项合成实验。他决定先征求拜尔教授的意见。

“我对一种重氮盐,比如氯化重氮苯的还原反应很感兴趣。它的最终产物会不会是肼的衍生物呢?”

“您去试试吧,”拜尔表示同意。“还原反应曾经导致许多发现。您可以用锌和醋酸试试看。”

听了老师的话,艾米尔越加着迷似的工作起来了。“锌和醋酸”,说起来容易,但是必须选定相应的反应条件,确定反应得以进行的溶液浓度。他一连好几天没有走出实验室。

终于有一天,他成功了,合成出了苯肼。

在3年之内,拜尔把费舍培养成一名博士。据说,在斯特拉斯堡,费舍是有史以来最年轻的博士。以后,当拜尔到慕尼黑大学时,费舍又追随他到慕尼黑,继续做他的助手,直到拜尔对他说:“你可以独立地进行研究了,你会比我更有造诣。”

离开了老师,费舍转战南北,但始终朝着有机化学最困难的课题攻坚。

1884年,费舍开始鉴定糖类结构。糖,从刚刚出生的婴儿到古稀老人没有人能离得开它。一个人,他可以说没吃过糖果,但绝不能说他没吃过糖。因为,任何一种食物中一定含有糖。糖对人来说是太重要了,没有糖就没有人的生命。但是糖究竟是什么?它的分子结构是怎么样的?这却是个未知数。无数的化学家为了这个问题耗尽了毕生精力。在费舍以前,人们经过分析推测出葡萄糖是由一个羰基、5个羟基组成的6碳糖。但是由于糖很难提纯,而不纯的糖又难于结晶,这就使得对糖的结构分析无法深入进行。是沿着将糖尽量提纯这条路走下去,还是另辟蹊径?费舍想出了更巧妙的方法:既然糖难于结晶,能不能想办法让它同别的物质发生反应,生成容易结晶的化合物?用苯肼和糖反应,生成的结晶很容易辨认。费舍的方法后来成为鉴定糖的重要方法。当然,费舍的工作不仅有直接的应用价值,而且还有其方法论意义。它告诉人们,多元思维在科学上是极重要的,一条道跑到底的线性思维,难以达到预期的效果。条条道路通罗马。当然,思维的多向性并不是否定始终如一的钻研精神。费舍对糖化学的研究经历了几乎10年的时间。在葡萄糖、果糖、半乳糖等16种有旋光效应的糖中,有12种结构是费舍鉴定出来的。费舍成为奠定碳水化合物研究基础的化学家。

进入20世纪后,费舍的工作随着历史的脚步又有了新的进展。他的重点转到蛋白质结构上面。19世纪,人们已经从动物和植物中分离出一些蛋白质。恩格斯指出:“生命是蛋白质的存在方式。”这一结论真是千真万确。那时很多人意识到蛋白质与生命现象有密切关系,蛋白质的希腊文意义就是“生物体中最重要的、第一的”。人们从蛋白质的水解产物中分离出许多氨基酸,如谷氨酸、蛋氨酸、胱氨酸等。反过来,这些氨基酸又是怎样结合成蛋白质的呢?还是来请教费舍吧。费舍指出,蛋白质分子是许多氨基酸以肽键结合而成的高分子化合物。蛋白质是一种多肽结构。千万不要小看费舍的结论,虽然这一研究不是他获得诺贝尔奖的缘由。如果人们弄清了蛋白质的结构,能用人工方法合成蛋白质,那就等于找到了从无生命到有生命的桥梁,就可以用化学方法制造出生物来!中国在世界上第一个合成了最简单的蛋白质——结晶胰岛素,一直是中国人引以为自豪的一件事。单凭这一点,人们也要记住费舍的!

费舍对有机化学、生物化学的贡献是多方面的。他选择的方向往往是最困难的。这种科研精神的确是可贵的。他确定了在茶、可可、咖啡中起兴奋作用的物质的结构。今天,人们已经知道这些物质是茶碱、可可碱、咖啡因。它们都是医学上常见的药物。在他获得诺贝尔奖时,他研究过的这类物质已经不下150种。许多人可能还记得以前有一种叫做阴丹士蓝的染料,可能也穿过这种染料染过的蓝衣服。但是不一定知道这种染料是费舍首先合成的。所以有人说,从费舍的实验中,随便拿出一个方案来,就可建立一座化工厂。

费舍曾有过十分温暖、幸福的家庭。妻子阿格涅斯是快乐的使者。她原是父母的宠儿,而结婚后又立即得到公婆的喜爱,全家的人都喜欢她。她使费舍的生活充满乐趣。然而1895年,正当费舍为科学上的成就而欢欣鼓舞时,阿格涅斯却在生了第3个儿子后不久就病倒了。她开始患中耳炎,专家竭力主张马上进行手术治疗,但阿格涅斯不同意。病情加重,很快变成脑膜炎。手术做过了,便为时已晚,阿格涅斯去世了。1916年,他那个想当医生的第二个儿子在身患重病之后去世了。第二年,他的小儿子在战争中染上斑疹伤寒也死去了。这一连串的打击,并没有使费舍沉沦。

除了个人的不幸遭遇之外,研究工作也困难重重:由于化学试剂不足,实验工作停下来了。因此,费舍只好在自己的书房里整天埋头著述。《多肽与蛋白质》、《缩酚羧酸和鞣质》是他的重要著作。在撰写这些著作时,他常常回首往事,想起那些新奇的发现,有趣的实验;想起他的学生、助手和朋友们。他们中间有许多人把自己的部分生命献给了费舍的实验室。他想给每个人以应有的评价,他想向每个人表达他的谢忱。于是,撰写一本关于自己的生活回忆录的想法,便在费舍心中酝酿成熟了。

这是艾米尔·费舍撰写的最后一部巨著。

一切都在预示着科学繁荣的新时期就要到来。然而,费舍渴望工作的心情却猝然落空了。严重的不治之症经常发作,夺去了他的最后一点精力。费舍清楚地意识到等待着他的是什么,但他毫不畏惧死亡。他从容地把他的一切事务都安排妥当,完成了著作手稿,把自传也赶写完毕。但是,他没有来得及看到它的问世。

1919年7月15日,艾米尔·费舍与世长辞了,享年67岁。

至今,在德国的旺喜化学实验所广场上,还竖立着一尊铜像纪念碑,那就是费舍。

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