最伟大的天然有机化学家 ——Robert Burns Woodward.docx

最伟大的天然有机化学家——RobertBurnsWoodward1Woodward生平简介1917年4月10日Woodward生于美国马萨诸塞州波士顿，从小就对化学抱有浓厚的兴趣，据说他在12岁时就完成了《有机化学的实用方法》(LudwigGattermann’sPracticalMethodsofOrganicChemistry)一书中所有的实验。1933年Woodward就读于麻省理工学院(MassachusettsInstituteofTechnology，MIT)，入学一年后，由于只专注于化学课程的学习，Woodward其他课程的成绩并不理想，因此一度面临退学。此时曾主持Woodward面试的JamesFlackNorris教授(1871—1940，认为他是个难得的化学天才，帮助其留在MIT完成了学业，并于1936年取得了学士学位。取得学士学位一年后的1937年，年仅20岁的Woodward又获得了博士学位，毕业论文是《麦角酸的研究》(Studiesonlysergicacid)，导师是JamesFlackNorris教授与AveryAdrianMorton教授(1892—1987，在这期间Woodward还完成了雌激素酮(estrone，1，图3)的合成[1]。毕业后的Woodward于1937在伊利诺伊大学(UniversityofIllinois)担任了一段时间博士研究员(instructorship)，同年夏天回到哈佛大学任ElmerPeterKohler教授(1865—1938)的研究助理，一年后成为哈佛研究员协会(HarvardSocietyofFellows)初级会员。1941年1月Woodward成为哈佛大学化学系讲师，于1944年晋升为助理教授;1946年，29岁的Woodward升为副教授，并被聘为终身教授(tenuredprofessor)，1950年升为正教授，终生在哈佛任教。Woodward从博士毕业到成为教授仅仅用了13年时间，这一晋升速度在美国学界并不多见。1963年Woodward兼任瑞士巴塞尔大学(UniversityofBasel)伍德沃德研究所(TheWoodwardResearchInstitute)所长[2]。1934年Woodward发表第一篇研究论文[3]，1979年去世时已发表论文196篇，1993年他的最后一篇署名论文发表[4]，至此总共发表论文数量达200篇。Woodward教授一生培养了400名博士生和博士后，在有机化学理论、紫外、红外光谱和旋光谱研究、生物合成、天然产物结构研究、天然产物全合成等多个领域都取得了举世瞩目的成就。2紫外、红外光谱和旋光谱研究在20世纪40年代以前，现代波谱和质谱技术以及核磁共振能技术尚未发展起来，天然产物的结构鉴定还是件相当困难的事情，不仅工作量大，而且费时，既需要无比的耐心与细致，更离不开深厚的化学功底，即便如此，错误仍然难以避免。例如，1927年诺贝尔奖获得者HeinrichOttoWieland(1877—1957)在发表获诺贝尔奖演讲时所给出的胆固醇(cholesterol)甾体母核结构也存在错误，至1929、1932年才被OttoPaulHermannDiels(1876—1954)的脱氢反应和X光衍射更正[5-6而Woodward的首个重要贡献就是将各种光谱手段引入天然产物结构研究，这也是他进行化合物结构鉴定的一大特色[7]。1940—1942年，Woodward先后发表多篇论文详细地描述了紫外光谱(ultravioletspectroscopy，UV)和分子结构之间的关系，证实了研究有机化合物的结构时利用物理方法比化学方法更为有效，并由此于1945年引出了众所周知的“伍德沃德规则(Woodwardrules)”，即著名的“酮规则(ketonerules)”，用来计算含有共轭双烯衍生物的发色基团(chromophores)紫外光图谱的最大吸收波长(absorptionmaximum，λmax)。利用这个规则，可以预算烷基或羰基取代的共轭二烯或三烯等的紫外吸收峰与化合物的关系，所得的结果与实验数据非常吻合，其准确度一般可达2～3nm误差之内[8-11]。同一时期，在哈佛大学的资深教授LouisFrederickFieser(1899—1977)，曾因合成维生素K而成为1941年和1942年诺贝尔奖竞争者，也是著名天然药物化学家中西香尔教授(1925—)的导师。1959年Fieser教授用新的实验数据修正了伍德沃德的规则，形成了适合多烯化合物的Woodward-Fieserrules[12]。Woodward曾用该方法将3-acetoxy-6-keto-7-hydroxy-Δ4-chloestene(2，图5)的结构修正为