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他是化学界“蓝精灵”,他合成了维生素B12 | 医学史上的7月8日

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病史题词

药物合成,林克胜教授,世界过敏症日

医脉通

作者:芭比

由Pulse博士编辑和编写,请勿擅自转载。

今天的封面

化学天才痴迷于“硫酸铜蓝”

维生素B12,每瓶2美元,100片,每片2分。你觉得它便宜吗?你不知道的是它的合成被誉为有机合成领域的“珠穆朗玛峰”。它已被全球100多位顶级化学家派遣,需要11年的努力才能完成。

谁是第一个征服顶级人物?他是化学家罗伯特伯恩斯伍德沃德,今天是他的40周年纪念日。

维生素B12是人体必需的维生素之一。缺乏它会导致叶酸代谢紊乱并诱发红细胞贫血。直到今天,它仍然是最复杂的天然物质之一。它不能在高等动植物中生产,只有微生物才能生产。伍德沃德和其他人的合成在化学史上还没有出现过。

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地图|照片

仅这一成就就足以让伍德沃德成名。更令人印象深刻的是,在没有高精度分析仪器的时代,他还完成了抗疟药物奎宁,皂甙,胆固醇,可的松,利血平,秋水仙碱,红霉素等。如各种天然物质的化学合成,今天,这仍然是一个辉煌的壮举。

这是什么意思?这意味着人们可以从天然物质中提取治疗成分,而不会消耗大量的人力和资源。它们的产量很低,可以在实验室甚至工厂大规模生产,因此药物可以使更多人受益。

因此,尽管不在医学界,伍德沃德仍是“医学之王”。获得诺贝尔化学奖的原因不是上述任何一项的结果,而是因为他提出了分子轨道对称性守恒原理。

如何促进药物开发的这种化学天才?

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伍德沃德与蓝色领带|维基百科

被麻省理工学院解雇的“部分学生”

1917年4月10日,伍德沃德出生于美国波士顿。当他1岁时,他的父亲,一名药剂师,在1918年大流行时去世。男孩们沉迷于玩具枪,女孩们沉迷于玩偶,但小伍德沃德却沉迷于烧杯中清澈的“硫酸铜蓝”。也许这是父亲的事,伍德沃德从小就对化学实验着迷。

在进入初中之前,伍德沃德能够在当时的普通教科书《有机化学的实用方法》中完成大部分实验。德国当时是一个强大的化学研究国家。在11岁时,他甚至找到了德国驻波士顿领事馆总领事,并在德国化学杂志上申请了最新论文的副本。

最近的学术成就给伍德沃德带来了很大的启发,例如1928年出生的Diels-Alder反应,他一生中反复使用这种反应来协助有机物质的合成。

由于他的天赋,伍德沃德在16岁时被麻省理工学院录取。但他只是通过脾气研究化学。仅仅一年之后,除了化学成绩之外,其他科目都被挂了。他曾经面临被解雇的危机。

幸运的是,詹姆斯弗拉克诺里斯教授,他将他送到学校,他出面保证伍德沃德是一个罕见的化学天才,以保护他免受麻省理工学院的困扰。伍德沃德也非常挣扎。他获得了博士学位。 20岁时,他成为哈佛大学化学系的讲师。 29岁时,他被聘为哈佛大学的终身教授。

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青年时报|科学史研究所

那时,哈佛大学化学系有一个场景:一位24岁的年轻人站在讲台上,为27岁和8岁的博士生上课。

“综合.是一门艺术”

在20世纪40年代之前,核磁共振和质谱等技术方兴未艾,天然产物的结构鉴定就好像它们在黑暗中摸索一样。在1940年至1950年期间,伍德沃德发表了多篇论文,并讨论了通过紫外和红外光谱鉴定分子结构的方法。他的“伍德沃德规则”和红外光谱监测方法被用来构建当时的化合物。研究带来了一场革命。

使用各种光谱学方法,伍德沃德在接下来的几年中完成了各种化合物的结构鉴定,如青霉素,士的宁,二茂铁,土霉素,链霉抗生物素,河豚毒素等。在第二次世界大战期间,他是美国战时生产委员会青霉素项目的顾问,为青霉素生产提供技术支持。

征服顶部:维生素B12合成

他开辟了一个被称为“伍德沃德时代”的新时代,他的实验向全世界证明,天然产品可以使用有机化学的精确原理合成,在此之前,大多数人都不敢。想象一下,奎宁,利血平和秋水仙碱也可以在实验室从头开始合成。

在所有天然产品中,维生素B12是未受破坏的珠穆朗玛峰,它仍然是最复杂的天然产物分子。 1973年,伍德沃德宣布由他领导的100人团队通过十多年的严格步骤成功合成了维生素B12。

同时,通过分析合成过程中观察到的现象,Woodward和Roald Hoffman也提出了规则 Woodward-Hoffman规则来预测周环反应产物的立体化学。 1981年,霍夫曼因其理论获得诺贝尔奖。如果伍德沃德还活着,毫无疑问他将第二次获得诺贝尔奖。

不可重复的魅力:工作狂或艺术家?

伍德沃德有点像《生活大爆炸》中的感谢你,不是典型的书呆子,而是有个性。他每天只睡4个小时,讨厌运动,不仅在实验室里吃饭和睡觉,还经常告诉他的同学陪他睡觉。

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硫酸铜晶体|网络图

在手帕上,一排香烟整齐排列,其中一个蹲下没有熄灭,下一个被点燃。

他的“童年情结”也持续了一辈子,从硫酸铜蓝色开始,蓝色成为他生命的背景最破旧的蓝色西装,领带是蓝色的,汽车漆成蓝色,甚至停车位都涂了蓝色。也许伍德沃德在人格上过于强大且价值不高,他的生活中从未有过三次婚姻。

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评论古代理论?谁是下一个“新药时代”的主角?

科学史上天才不少,但像伍德沃德这样成果不断,横跨理论与应用的大牛,仍是屈指可数。他虽是一个有机化学家,但对医学界的影响弥足深远。我们如今能用上价格亲民的维生素B12,青霉素等药品,与他的贡献密不可分。下一个“新药时代”又将由谁引领?让我们拭目以待。

7月2日?医史拾遗

?我国现代生理学奠基人林可胜忌辰

50年前的今天,我国近代科学家,现代生理学奠基人林可胜教授去世。抗战时期,他曾领导组建“中国红十字会总救护队”参与救援,抗战胜利后在南京组建国防医学院。1948年年,蒋介石任命他为卫生部部长,他坚辞不受。

?第15个“世界过敏性疾病日”

2005年6月27日,在德国召开的世界变态反应大会上,由世界变态反应组织(WAO)与世界卫生组织(WHO)共同倡议决定将7月8日定为“世界过敏性疾病日”,今天已是第15个。

参考资料:

[1] Robert Burns Woodward,Wikipedia。

[2]王于方,付炎,吴一兵,张丽,霍长虹,李力更,顾玉诚,史清文,王玉芳,傅艳,吴义兵,张满利,霍长虹,李莉 - 耿,顾玉成,史庆文 - 《中草药》2017年8期。

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