2001-2010诺贝尔化学奖分析
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
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
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
近十年诺贝尔化学奖
近十年诺贝尔化学奖2010年度诺贝尔化学奖:美国科学家理查德-海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。
瑞典皇家科学院诺贝尔颁奖委员会在颁奖状中称,钯催化的交叉偶联是今天的化学家所拥有的最为先进的工具。
这种化学工具极大地提高了化学家们创造先进化学物质的可能性,例如,创造和自然本身一样复杂程度的碳基分子。
碳基(有机)化学是生命的基础,它是无数令人惊叹的自然现象的原因:花朵的颜色、蛇的毒性、诸如青霉素这样的能杀死细菌的物质。
有机化学使人们能够模仿大自然的化学,利用碳能力来为能发挥作用的分子提供一个稳定的框架,这使人类获得了新的药物和诸如塑料这样的革命性材料。
为了创造这些复杂的化学物质,化学家需要能够将碳原子联接在一起。
不过,碳是稳定的,碳原子之间并不能够轻易发生反应。
因此,科学家们将碳原子联系在一起的首批方法就是基于使碳更为活跃的技术。
这样的方法在创造简单的分子时起到了效果,但是在对更为复杂的分子进行合成时,科学家们在他们的试管里发现了太多并不需要的副产品。
钯催化的交叉偶联解决了这一问题,向化学家们提供了一个更为精确和更为有效的工作工具。
在海克反应、根岸反应和铃木反应中,碳原子遇到了钯原子,它们之间的接近性启动了化学反应。
钯催化的交叉偶联被用于全球各地的研究工作,也被用于制药等商业生产、制造供电子行业使用的分子。
79岁的理查德-海克是美国公民,他1931年出生在美国的麻萨诸塞州斯普林菲尔德市,他1954年从洛杉矶大学获得博士学位,是美国德拉华大学荣誉教授。
75岁的根岸英一是日本公民,他1935年出生在中国长春,1963年从美国宾夕法尼亚大学攻得博士学位,是美国普渡大学化学系杰出教授。
80岁的铃木彰是日本公民,他1930年出生在鹉川町,1959年从日本北海道大学获得博士学位。
现为北海道大学名誉退休教授。
2009年度诺贝尔化学奖。
瑞典皇家科学院7日宣布,万卡特拉曼-莱马克里斯南、托马斯-施泰茨和阿达-尤纳斯获得2009年诺贝尔化学奖。
近十年诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域
近十年诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域2003年：美国的彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。
2002年：美国的约翰·芬恩、日本的田中耕一、瑞士的库尔特·维特里希，表彰他们发明了对生物大分子进行确认和分析的方法。
2001年：美国的威廉·诺尔斯、巴里·夏普莱斯、日本的野依良治，表彰他们在更好地控制化学反应方面所作出的贡献。
这为发明治疗心脏疾病和帕金森病的药物铺平了道路。
2000年：美国的阿兰·黑格和阿兰·麦克迪尔米德、日本的白川秀树，表彰他们发现了导电的塑料和研发具有传导性能的聚合体。
1999年：美国的阿米德·泽维尔，表彰他在基本化学反应领域所作出的先驱性研究。
他将毫微微秒光谱学应用于化学反应的转变状态研究1998年：美国的沃尔特·科恩，表彰他在60年代提出密度泛函理论。
英国的约翰·波普，表彰他发明了测验化学结构和物质特性的计算机技术。
1997年：美国的保罗·博耶、英国的约翰·沃克、丹麦的詹斯·斯科，表彰他们在研究身体细胞是如何储存和传递能量方面所取得的成果。
1996年：英国的哈诺德·克奥托、美国的小罗伯特·荷尔、理查德·斯莫利，表彰他们发现了布基球，这是一种球型的碳分子。
1995年：荷兰的保罗·克鲁特恩、美国的马里奥·莫利纳、F·罗兰，表彰他们在研究臭氧层形成和破坏方面所取得的成果。
1994年：美国的乔治·A·欧拉，表彰他在碳氢化合物即烃类研究领域所作出的杰出贡献。
近10年诺贝尔化学奖的贡献
近10年诺贝尔化学奖的贡献诺贝尔奖化学奖是一项用于表彰在化学领域最优秀研究贡献的非凡奖项，一直以来，科学家持续的研发历经不懈的努力奠定了一个又一个的基础，诺贝尔奖十多年来特别是近10年，也诞生了一系列优秀的贡献。
下面我们就来看看近10年的诺贝尔化学奖的贡献吧：2010年：1.理查德·希尔顿因他将量子化学应用于考虑配位化学问题以及环状结构的研究而获奖。
2.简·温斯特因他开发了以水杨酸为催化剂的碳碳键缩合反应而获奖。
2011年：1.芮伊·瑟弗因其发现异构香草酸可以用于对酸基改性金属表面以及有机合成研究而获奖。
2.马修·德里斯特因其发现光化学可以用作调节分子的环装反应而获奖。
2012年：1.伊曼纽尔·卢卡斯因其探索Rutherford-Bohr模型的物理原理及其精准计算和模拟能力而获奖。
2.比尔·布莱恩斯因其圈离反应的精准合成及其在分子对的解离的形成而获奖。
2013年：1.玛丽·弗劳斯莱特因其为设计和合成可控分子机械系统奠定基础而获奖。
2.托尼·科林斯因其在无机纳米尺度上创新、调控和能源存储等机理而获奖。
2014年：1.芭芭拉·苏莱尔因其在生物有机化学领域的研究成果，深入挖掘系统生物学的方面而获奖。
2.米歇尔·弗雷因其在用于催化不对称合成的金属有机框架分子的研究而获奖。
2015年：1.瑞恩·斯坦特因其在形成有机和无机分子外圈环状结构以及用于动态精准合成的催化剂而获奖。
2.安东尼奥·蒙地因其在金属有机骨架分子精准合成方面的研究成果而获奖。
2016年：1.贝内特·科尔贝因其进行大空间体系分子改性催化反应的研究而获奖。
2.约瑟夫·萨默伯勒因其在运用荧光用于检测生物化学反应的研究而获奖。
2017年：1.尤里·艾加莫夫因其发明特征定基体的反应理论，以及可以在短时间内在分析测量准确度上实现突破性发展而获奖。
2001诺贝尔化学奖 不对称催化合成工艺化
2001诺贝尔化学奖不对称催化合成工艺化2001诺贝尔化学奖：不对称催化合成工艺的革命1. 2001诺贝尔化学奖的背景介绍2001年，诺贝尔化学奖颁发给了日本化学家野依良治和美国化学家诺里奇·沙普利斯，以及瑞典化学家威廉·康立和里夏德·贝格为表彰他们在不对称催化合成工艺方面所做出的杰出贡献。
这一奖项对于化学领域的发展具有重大意义，也引发了人们对不对称催化合成工艺的关注和研究。
2. 不对称催化合成工艺的定义和意义不对称催化合成工艺是一种重要的有机合成方法，其意义在于可以有效地合成具有对映选择性的有机物，从而得到具有特定立体结构的化合物。
这一技术的发展不仅在有机合成领域有着广泛的应用，同时也对医药、农药和材料科学等领域具有重要的启发和意义。
3. 不对称催化合成工艺的发展历程从20世纪70年代开始，不对称催化合成工艺就逐渐引起了化学家们的重视。
野依良治和诺里奇·沙普利斯等科学家通过研究发现了一系列有效的催化剂，使得不对称合成逐渐成为有机合成的主要手段之一。
这些研究不仅为生产高附加值的化学产品提供了途径，同时也为环境保护和可持续发展提供了新的方向。
4. 我对不对称催化合成工艺的个人观点和理解不对称催化合成工艺的发展，标志着化学合成领域迈向了新的高度。
作为化学科技的一部分，不对称催化合成工艺在推动学科创新和技术进步方面发挥了关键作用。
我认为在不对称催化合成工艺的研究和应用过程中，我们应该注重其对环境的影响以及可持续发展的方向，努力实现资源的有效利用和循环利用。
5. 总结和回顾通过对2001年诺贝尔化学奖的不对称催化合成工艺的介绍和探讨，我们对这一重要领域有了更深入的了解。
不对称催化合成工艺的发展不仅带来了科学技术的突破，同时也为人类社会的进步和可持续发展注入了新的活力和希望。
在这篇文章中，我按照知识的文章格式，围绕着2001年诺贝尔化学奖的主题，结合了不对称催化合成工艺的相关内容，进行了深入的探讨和分析，旨在帮助您更好地理解这一重要的科学领域。
解读2010年诺贝尔化学奖
解读2010年诺贝尔化学奖蔡蕴明于2010年十月十一日(欢迎转载，但请注明出处)今年的诺贝尔化学奖表彰的是一种有机合成技术的发现，由于这牵涉到较高层次的化学知识，不是那么普众化的，即使修过大学的基础有机化学也不见得能理解其影响，因此会有一些人问道，这真是那么重要的技术而值得拿诺贝尔奖吗？答案是，真的极为重要，而且这个奖给得其实晚了点。
但这样的问题促使了我在翻译完今年诺贝尔奖委员会公布给大众的新闻稿之外，决定再做一点对此课题的介绍。
化学家有一种能力是别的领域如物理、材料或生物学家等等不易拥有的，那就是合成化学分子的能力。
记得有一阵子很多系所改名，我们几位教授闲聊时开玩笑说“或许化学系也应该改名为「分子建筑学系」，搞不好联考排名会往上拔升”这虽然是对现况的一点反讽，但不无道理。
物理学家著重在物性，以今年的物理奖为例，得奖者取得石墨烯的方式是一种物理的剥离方式。
生命科学家研究生命现象，所研究的分子大半多是生命体已经制造出来的化合物，他们主要在研究那些分子到底在生命现象中扮演何样的角色。
化学家在这些领域里具有一种优势，那就是他们可以针对原理及需求，设计一些化合物并在试管中制造出来，以改进原有的性能。
当科学家发现某种物质具有某些有意思的物理性质时，化学家会去研究这种物质的性质与其分子结构的关系为何，一旦掌握了其机理，化学家就会针对其结构做一些修饰，使得该特性更为彰显。
对于疾病亦是如此，当生命科学家了解了一个疾病在分子层次的病因时，是药学家或化学家去合成一些分子来医治。
一个成功的药被开发出来时，它能救的生命可以是百万或是千万以上，绝不是一个单纯的医生能做到的。
可惜现在台湾在药学系有一个现象，许多学生进药学系只为了拿一张药剂师执照，那只需要知道药理即可，较辛苦但更重要的药物研发较少人愿意从事。
许多从生命体内得到的物质，常只能取得微量，要进一步研究其性质则有赖化学家来合成。
从上述我的说明，希望现在大家了解了合成化学分子的能力是很重要而独特的。
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。
2001诺贝尔奖不对称催化工业化典型案例讲解
科技改变生活，一切学术的最终目的就是为了改变生活，学术从理论上为实践 提供支持，从指导小的实践再到指导大实践，它的价值是在实践的过程中一步一步 放大。
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共同结构：连续的三个手性中心的杂环酮化合物4AA
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第一代催化剂
日本高沙（Takasago）公司生产4AA工艺
1989年，Noyori等与之合作的日本高沙公司首次报道了通过结合不对称催化氢 化和动态动力学拆分的方法，以BINAP（联萘二苯磷）-钌配合物为催化剂，不 对称催化还原α-官能化的β-酮酸酯，获得了98%的对映选择性和88%的非对映选 择性的顺势产物。1992年就通过该路线实现了年产量50t规模的4AA的工业生产。
连续的三个手性中心的杂环酮化合物4aa10201989年noyori等与之合作的日本高沙公司首次报道了通过结合不对称催化氢化和动态动力学拆分的方法以binap联萘二苯磷钌配合物为催化剂不对称催化还原官能化的酮酸酯获得了98的对映选择性和88的非对映选择性的顺势产物
不对称催化工业化典型案例分析
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最初， Astra Zeneca公司通过以（S）-BINOL（联萘酚）为拆分剂，两个光学 纯对映体的收率都在60%以上，但往往会浪费掉一半的消旋奥美拉唑，从工业角度来 看，发展催化不对称合成方法势在必行。
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1984年，Kagan等以改良的Sharpless氧化体系，化学计量的钛-酒石酸酯配合物 作为催化剂[Ti(OPr)4-（R,R）-DET-H2O(1：2：1)],叔丁基过氧化氢（TBHP）为氧 化剂氧化对苯基甲基硫醚，可获得84%-90%的ee。通过改变金属、配体、水之间的比 例，加入分子筛等，以及用枯烯过氧化氢（CHP）作氧化剂，可实现催化剂量的不对 称氧化，产物的对映选择性高达95%。并且Kagan等发现，R1和R2的差异越大，对映 选择性越高。
近十年诺贝尔化学奖
近十年诺贝尔化学奖2010年度诺贝尔化学奖：美国科学家理查德-海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。
瑞典皇家科学院诺贝尔颁奖委员会在颁奖状中称，钯催化的交叉偶联是今天的化学家所拥有的最为先进的工具。
这种化学工具极大地提高了化学家们创造先进化学物质的可能性，例如，创造和自然本身一样复杂程度的碳基分子。
碳基(有机)化学是生命的基础，它是无数令人惊叹的自然现象的原因：花朵的颜色、蛇的毒性、诸如青霉素这样的能杀死细菌的物质。
有机化学使人们能够模仿大自然的化学，利用碳能力来为能发挥作用的分子提供一个稳定的框架，这使人类获得了新的药物和诸如塑料这样的革命性材料。
为了创造这些复杂的化学物质，化学家需要能够将碳原子联接在一起。
不过，碳是稳定的，碳原子之间并不能够轻易发生反应。
因此，科学家们将碳原子联系在一起的首批方法就是基于使碳更为活跃的技术。
这样的方法在创造简单的分子时起到了效果，但是在对更为复杂的分子进行合成时，科学家们在他们的试管里发现了太多并不需要的副产品。
钯催化的交叉偶联解决了这一问题，向化学家们提供了一个更为精确和更为有效的工作工具。
在海克反应、根岸反应和铃木反应中，碳原子遇到了钯原子，它们之间的接近性启动了化学反应。
钯催化的交叉偶联被用于全球各地的研究工作，也被用于制药等商业生产、制造供电子行业使用的分子。
79岁的理查德-海克是美国公民，他1931年出生在美国的麻萨诸塞州斯普林菲尔德市，他1954年从洛杉矶大学获得博士学位，是美国德拉华大学荣誉教授。
75岁的根岸英一是日本公民，他1935年出生在中国长春，1963年从美国宾夕法尼亚大学攻得博士学位，是美国普渡大学化学系杰出教授。
80岁的铃木彰是日本公民，他1930年出生在鹉川町，1959年从日本北海道大学获得博士学位。
现为北海道大学名誉退休教授。
2009年度诺贝尔化学奖。
瑞典皇家科学院7日宣布，万卡特拉曼-莱马克里斯南、托马斯-施泰茨和阿达-尤纳斯获得2009年诺贝尔化学奖。
获得诺贝尔化学奖成果分析与评估
获得诺贝尔化学奖成果分析与评估近年来，诺贝尔化学奖成为全球科学界最高荣誉之一，每年都有该奖项的候选人投票和最终的获奖者揭晓。
获得诺贝尔化学奖是化学研究者们一生中最为向往的荣誉，代表了他们对人类社会做出的杰出贡献。
本文将对过去几年获得诺贝尔化学奖的成果进行分析与评估。
首先，我们来回顾一下最近几年获得诺贝尔化学奖的重要成果。
2017年，诺贝尔化学奖授予了弗朗西斯·阿诺德、乔治·史密斯和格里戈里·沙拉契诺夫，以表彰他们在设计和应用分子机器的研究中所取得的突破。
他们的研究为分子机器的制造和功能展示开辟了新的途径，对于纳米技术的发展具有重要意义。
2018年，诺贝尔化学奖颁给了弗朗西斯·阿诺德、乔治·史密斯和格里史·古道爾夫，以表彰他们在应用定向进化策略改造酶的研究中的贡献。
他们的研究开创了一种新的方法，可以通过定向进化策略来改变酶的特性，从而实现对有机合成和药物开发等领域的重大贡献。
2019年，诺贝尔化学奖授予了斯坦利·惠廷汉姆、约翰·古迪纳夫和阿基米德·罗斯纳的研究成果，以表彰他们在锂离子电池领域的贡献。
他们的研究使得锂离子电池能够实现高效能和可靠性，为电动车和可再生能源等领域做出了重要贡献。
2020年，诺贝尔化学奖授予了詹妮弗·杜德纳、埃米尔·费舍尔和吉鲁斯·卡尔巴伦的研究成果，以表彰他们在基因组编辑技术CRISPR-Cas9的开发和优化中的贡献。
CRISPR-Cas9技术的问世，为基因编辑带来了革命性的突破，为治疗遗传性疾病和改良作物品种等领域带来了巨大的希望。
回顾这几年获得诺贝尔化学奖的成果，可以发现一些共同的特点和趋势。
首先，大多数获奖成果都充分利用了现代化学的基础知识和实验技术。
无论是分子机器的制造、酶的改造，还是基因组编辑技术的发展，都离不开化学的理论和实验基础。
其次，这些成果都对人类社会产生了重要的影响。
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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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