Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Чтобы узнать о других людях по имени Роберт Вудворд, см. Роберт Вудворд (значения) .
Роберт Бернс Вудворд
Роберт Вудворд Nobel.jpg
Родившийся( 1917-04-10 )10 апреля 1917 г.
Бостон , Массачусетс , США
Умер8 июля 1979 г. (1979-07-08)(62 года)
Кембридж, Массачусетс , США
ГражданствоСоединенные Штаты
Альма-матерMIT (SB, Ph.D.)
Известен
Награды
Научная карьера
ПоляОрганическая химия
УчрежденияГарвардский университет
ДокторантДжеймс Флэк Норрис
Эйвери Адриан Мортон [ необходима ссылка ]
Докторанты

Роберт Бернс Вудворд FRS (For) H FRSE (10 апреля 1917 - 8 июля 1979) был американским химиком-органиком . Многие считают его наиболее выдающимся синтетическим химиком-органиком двадцатого века [2] , внесшим важный вклад в эту тему, особенно в синтез сложных природных продуктов и определение их молекулярной структуры . Он также работал в тесном сотрудничестве с Роальдом Хоффманном над теоретическими исследованиями химических реакций . Он был удостоен Нобелевской премии по химии в 1965 году.

Ранняя жизнь и образование [ править ]

Вудворд родился в Бостоне, штат Массачусетс , 10 апреля 1917 года. Он был сыном Маргарет Бернс (иммигрантка из Шотландии, которая утверждала, что является потомком поэта Роберта Бернса ) и ее мужа Артура Честера Вудворда, который сам был сыном Аптекарь Роксбери , Харлоу Эллиот Вудворд.

Его отец был одной из многих жертв пандемии испанского гриппа 1918 года.

С самого раннего возраста, Вудворд был привлечен и занимался частным изучением химии в то время как он посещал общественную начальную школу, а затем Quincy High School , [3] в Куинси, штат Массачусетс . К тому времени, когда он поступил в среднюю школу, он уже успел провести большинство экспериментов в широко используемом тогда учебнике экспериментальной органической химии Людвига Гаттермана . В 1928 году Вудворд связался с генеральным консулом германского консульства в Бостоне (барон фон Типпельскирх [4]).), и через него удалось получить копии нескольких оригинальных статей, опубликованных в немецких журналах. Позже, в своей лекции Коупа, он вспомнил, как был очарован, когда среди этих бумаг он случайно натолкнулся на оригинальное сообщение Дильса и Алдера о реакции Дильса-Альдера . На протяжении всей своей карьеры Вудворду неоднократно приходилось активно использовать и исследовать эту реакцию как теоретическим, так и экспериментальным путем. В 1933 году он поступил в Массачусетский технологический институт (MIT), но настолько пренебрегал своей формальной учебой, что был исключен в конце осеннего семестра 1934 года. Массачусетский технологический институт повторно принял его в осенний семестр 1935 года, а к 1936 году он получил степень бакалавра наук . Только год спустя Массачусетский технологический институт присвоил ему докторскую степень., когда его одноклассники еще заканчивали учебу со степенью бакалавра. [5] Докторская работа Вудворда включала исследования, связанные с синтезом женского полового гормона эстрона . [6] MIT требует, чтобы у аспирантов были научные руководители. Советниками Вудворда были Джеймс Флэк Норрис и Эйвери Адриан Мортон, [ цитата необходима ], хотя неясно, действительно ли он прислушивался к их советам. После короткой постдокторской работы в Университете Иллинойса он получил стипендию для младших курсов в Гарвардском университете.с 1937 по 1938 год, и оставался в Гарварде на различных должностях до конца своей жизни. В 1960-х Вудворд получил звание профессора науки Доннера, что освободило его от преподавания формальных курсов, так что он мог посвятить все свое время исследованиям.

Исследования и карьера [ править ]

Ранние работы [ править ]

Первым важным вкладом в карьеру Вудворда в начале 1940-х годов стала серия статей, описывающих применение ультрафиолетовой спектроскопии для выяснения структуры натуральных продуктов. Вудворд собрал большое количество эмпирических данных, а затем разработал серию правил, позже названных правилами Вудворда , которые можно было применять для выяснения структуры новых природных веществ, а также синтезированных ненатуральных молекул. Целесообразное использование недавно разработанных инструментальных методов было характерной чертой Вудворда на протяжении всей его карьеры, и это ознаменовало радикальное изменение по сравнению с чрезвычайно утомительными и долгими химическими методами структурного выяснения, которые использовались до тех пор.

В 1944 году Вудворд вместе со своим постдокторским исследователем Уильямом фон Эггерсом Дерингом сообщил о синтезе алкалоида хинина , используемого для лечения малярии.. Хотя синтез был известен как прорыв в обеспечении труднодоступного лекарственного соединения из оккупированной Японией юго-восточной Азии, на самом деле он был слишком долгим и утомительным, чтобы применять его в практических масштабах. Тем не менее, это было вехой для химического синтеза. Особое понимание Вудворда в этом синтезе заключалось в осознании того, что немецкий химик Пауль Рабе преобразовал предшественник хинина, называемый хинотоксином, в хинин в 1905 году. Следовательно, синтез хинотоксина (который фактически синтезировал Вудворд) установил путь к синтезу хинина. Когда Вудворд совершил этот подвиг, органический синтез по-прежнему оставался в основном методом проб и ошибок, и никто не думал, что такие сложные структуры можно построить. Вудворд показал, что органический синтез можно превратить в рациональную науку,и этому синтезу могут способствовать хорошо известные принципы реакционной способности и структуры. Этот синтез был первым в серии чрезвычайно сложных и элегантных синтезов, которые он предпринял.

Более поздняя работа и ее влияние [ править ]

Вудворд говорил о хлорофилле в 1965 году

В конце 30-х годов прошлого века британские химики Кристофер Инголд и Роберт Робинсон исследовали механизмы органических реакций и разработали эмпирические правила, которые могли предсказывать реакционную способность органических молекул. Вудворд был, возможно, первым химиком-синтетиком-органиком, который использовал эти идеи в качестве основы для прогнозов в синтезе. Стиль Вудворда послужил источником вдохновения для сотен последовавших друг за другом химиков-синтетиков, которые синтезировали важные с медицинской точки зрения и структурно сложные натуральные продукты.

Органический синтез и Нобелевская премия [ править ]

В конце 1940-х годов Вудворд синтезировал множество сложных природных продуктов, включая хинин , холестерин , кортизон , стрихнин , лизергиновую кислоту , резерпин , хлорофилл , цефалоспорин и колхицин . [7] Этим Вудворд открыл новую эру синтеза, иногда называемую «эрой Вудворда», когда он показал, что натуральные продукты могут быть синтезированы путем тщательного применения принципов физической органической химии и тщательного планирования.

Многие из синтезов Вудворда были описаны его коллегами как впечатляющие, и до того, как он их сделал, некоторые думали, что создать эти вещества в лаборатории будет невозможно. Синтезы Вудворда также были описаны как содержащие элемент искусства, и с тех пор химики-синтетики всегда искали элегантность, а также полезность в синтезе. Его работа также включала исчерпывающее использование затем вновь разработанных методов инфракрасной спектроскопии , а позднее, ядерного магнитного резонанса спектроскопии . Еще одной важной особенностью синтезов Вудворда было их внимание к стереохимии.или конкретная конфигурация молекул в трехмерном пространстве. Большинство натуральных продуктов, имеющих медицинское значение, эффективны, например в качестве лекарств, только тогда, когда они обладают определенной стереохимией. Это создает потребность в « стереоселективном синтезе », в результате которого получают соединение с определенной стереохимией. Хотя сегодня типичный синтетический маршрут обычно включает такую ​​процедуру, Вудворд был пионером в том, чтобы показать, как при исчерпывающем и рациональном планировании можно проводить стереоселективные реакции. Многие из его синтезов включали принуждение молекулы к определенной конфигурации путем установки в нее жестких структурных элементов - еще одна тактика, ставшая сегодня стандартной. В связи с этим, особенно его синтез резерпина и стрихнина. были ориентирами.

Во время Второй мировой войны Вудворд был советником Совета по военному производству по проекту пенициллина. Несмотря на то, что его часто считают предложением бета- лактамной структуры пенициллина , на самом деле она была впервые предложена химиками из Merck и Эдвардом Абрахамом в Оксфорде, а затем исследована другими группами (например, Shell). Вудворд сначала поддержал неправильную трициклическую структуру ( слитый с тиазолидином , оксазинон с мостиковым мостиком), предложенную группой пенициллина в Пеории. Затем он положил свою санкцию на бета- лактамной структуры, все это в оппозиции к тиазолидину - оксазолонструктура предложена Робертом Робинсоном , ведущим химиком-органиком своего поколения. В конечном итоге Дороти Ходжкин показала правильность структуры бета-лактама с помощью рентгеновской кристаллографии в 1945 году.

Вудворд также применил технику инфракрасной спектроскопии и химической деградации для определения структуры сложных молекул. Особое место среди этих определений структуры были сантонская кислота , стрихнин , magnamycin и Terramycin . В каждом из этих случаев Вудворд снова показал, как рациональные факты и химические принципы в сочетании с химической интуицией могут быть использованы для достижения поставленной задачи.

В начале 1950-х годов Вудворд вместе с британским химиком Джеффри Уилкинсоном , работавшим тогда в Гарварде, постулировал новую структуру ферроцена , соединения, состоящего из комбинации органической молекулы с железом. [8] Это положило начало области металлоорганической химии переходных металлов, которая превратилась в очень важную в промышленном отношении область. [9] Уилкинсон получил Нобелевскую премию за эту работу в 1973 году вместе с Эрнстом Отто Фишером . [10] Некоторые историки считают, что Вудворду следовало разделить этот приз вместе с Уилкинсоном. Примечательно, что так думал сам Вудворд и выразил свои мысли в письме, направленном в Нобелевский комитет.[11]

Вудворд получил Нобелевскую премию в 1965 году за синтез сложных органических молекул. Он был номинирован в общей сложности 111 раз с 1946 по 1965 год. [12] В своей нобелевской лекции он описал полный синтез антибиотика цефалоспорина и заявил, что он продвинул график синтеза так, чтобы он был завершен примерно к тому времени. церемонии вручения Нобелевской премии.

Синтез B 12 и правила Вудворда – Хоффмана [ править ]

В начале 1960-х годов Вудворд начал работу над самым сложным синтезированным на сегодняшний день натуральным продуктом - витамином B 12 . В замечательном сотрудничестве с его коллегой Альбертом Эшенмозером в Цюрихе команда из почти сотни студентов и докторантов много лет работала над синтезом этой молекулы. Работа была наконец опубликована в 1973 году и стала важной вехой в истории органической химии. Синтез включал почти сотню шагов и требовал характерного строгого планирования и анализа, которые всегда характеризовали работу Вудворда. Эта работа больше, чем любая другая, убедила химиков-органиков в том, что синтез любого сложного вещества возможен при наличии достаточного времени и планирования (см. Также палитоксин, синтезированный исследовательской группой Йошито Киши , одного из докторантов Вудворда). По состоянию на 2019 год никаких других публикаций о полном синтезе витамина B 12 не было.

В том же году, основываясь на наблюдениях, сделанных Вудвордом во время синтеза B 12 , он и Роальд Хоффманн разработали правила (теперь называемые правилами Вудворда – Хоффмана ) для выяснения стереохимии продуктов органических реакций . [13] Вудворд сформулировал свои идеи (которые были основаны на свойствах симметрии молекулярных орбиталей ), основываясь на своем опыте синтетического химика-органика; он попросил Хоффмана провести теоретические расчеты для проверки этих идей, которые были выполнены с использованием расширенного метода Хюккеля . Предсказания этих правил, называемые "Правила Вудворда-Хоффмана "были проверены многими экспериментами. Хоффманн разделил Нобелевскую премию 1981 года за эту работу вместе с Кеничи Фукуи , японским химиком, который проделал аналогичную работу, используя другой подход; Вудворд умер в 1979 году, и Нобелевские премии не вручаются посмертно. .

Институт Вудворда [ править ]

Находясь в Гарварде, Вудворд взял на себя руководство Исследовательским институтом Вудворда в Базеле , Швейцария, в 1963 году. [14] Он также стал попечителем своей альма-матер, Массачусетского технологического института, с 1966 по 1971 год, и Института Вейцмана. Наука в Израиле.

Вудворд умер в Кембридже, штат Массачусетс , от сердечного приступа во сне. В то время он работал над синтезом антибиотика , эритромицин . Его ученица сказала о нем:

Я многим обязан Р. Б. Вудворду. Он показал мне, что можно приступить к решению сложных проблем, не имея четкого представления об их исходе, но с уверенностью, что разум и усилия решат их. Он показал мне красоту современной органической химии и ее актуальность для области подробных и тщательных рассуждений. Он показал мне, что не нужно специализироваться. Вудворд внес большой вклад в стратегию синтеза, в вывод сложных структур, в изобретение новой химии, а также в теоретические аспекты. Он своим примером учил своих учеников тому удовлетворению, которое приходит от полного погружения в нашу науку. Я дорожу памятью о моем общении с этим замечательным химиком.

Публикации [ править ]

В течение своей жизни Вудворд был автором или соавтором почти 200 публикаций, из которых 85 представляют собой полные статьи, а остальные включают предварительные сообщения, текст лекций и обзоры. Темпы его научной деятельности вскоре превысили его способность публиковать все экспериментальные детали, и большая часть работ, в которых он участвовал, были опубликованы только через несколько лет после его смерти. Вудворд подготовил более двухсот кандидатов наук. студенты и докторанты, многие из которых впоследствии сделали выдающуюся карьеру.

Среди его самых известных учеников - Роберт М. Уильямс (штат Колорадо), Гарри Вассерман (Йельский университет), Йошито Киши (Гарвард), Стюарт Шрайбер (Гарвард), Уильям Р. Руш ( Скриппс-Флорида ), Стивен А. Беннер ( UF), Джеймс Д. Вуэст (Монреаль), Кристофер С. Фут (UCLA), Кендалл Хоук (UCLA), химик-порфиринов Кевин М. Смит (LSU), Томас Р. Хой (Университет Миннесоты), Рональд Бреслоу (Колумбийский университет ) и Дэвид Дельфин (UBC).

Вудворд обладал энциклопедическими знаниями в области химии и необыкновенной памятью на детали. [15] Вероятно, качество, которое больше всего отличает его от сверстников, было его замечательной способностью связывать разрозненные нити знаний из химической литературы и использовать их для решения химической проблемы. [15]

Почести и награды [ править ]

За свою работу Вудворд получил множество наград, наград и почетных докторских степеней, включая избрание в Национальную академию наук в 1953 году и членство в академиях по всему миру. Он также был консультантом многих компаний, таких как Polaroid, Pfizer и Merck . Другие награды включают:

  • Медаль Джона Скотта , от Института Франклина и города Филадельфия , 1945 г.
  • Премия Лео Хендрика Бэкеланда от секции Северного Джерси Американского химического общества , 1955 г. [16]
  • Избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) в 1956 г. [1]
  • Медаль Дэви от Королевского общества в 1959 г.
  • Медаль Роджера Адамса от Американского химического общества в 1961 г. [ ссылка ]
  • Золотая медаль Пия XI, от Папской академии наук в 1969 г. [ ссылка ]
  • Национальная медаль науки США в 1964 г. (« За творческий новый подход к синтезу сложных органических молекул и, особенно, за блестящий синтез стрихнина, резерфина, лизергиновой кислоты и хлорофилла »).
  • Нобелевская премия по химии 1965 г.
  • Премия Уилларда Гиббса от Чикагской секции Американского химического общества в 1967 г. [17]
  • Медаль Лавуазье от Société chimique de France в 1968 году
  • Орден Восходящего Солнца , второй класс от императора Японии в 1970 году
  • Мемориальная медаль Хэнбери от Фармацевтического общества Великобритании в 1970 г. [ необходима цитата ]
  • Медаль Пьера Брюйланса из Лувенского университета в 1970 г. [ необходима цитата ]
  • Премия AMA за научные достижения в 1971 году
  • Премия Cope от Американского химического общества, совместно с Роальдом Хоффманном в 1973 г.
  • Медаль Копли от Королевского общества, Лондон, 1978 г.

Почетные степени [ править ]

Вудворд также получил более двадцати почетных степеней [18], в том числе почетных докторских степеней следующих университетов:

  • Уэслианский университет в 1945 году;
  • Гарвардский университет в 1957 году;
  • Кембриджский университет в 1964 году; [ необходима цитата ]
  • Университет Брандейса в 1965 году;
  • Израильский технологический институт Технион в Хайфе в 1966 году;
  • Университет Западного Онтарио в Канаде в 1968 году;
  • Лувенский университет в Бельгии, 1970 год.

Личная жизнь [ править ]

Семья [ править ]

В 1938 году он женился на Ирье Пуллман; у них было две дочери: Сиири Анна (род. 1939) и Джин Кирстен (р. 1944). В 1946 году он женился на Евдоксии Мюллер , художнице и технике, с которой познакомился в Polaroid Corp. Этот брак, продлившийся до 1972 года, произвел на свет дочь и сына: Кристал Элизабет (род. 1947) и Эрика Ричарда Артура (р. 1953 г.). [5]

Идиосинкразии [ править ]

Его лекции часто длились по три-четыре часа. [4] Его самая длинная из известных лекций определяла единицу времени, известную как «Вудворд», после чего другие его лекции считались такими же длинными, как «Милли-Вудвардс». [19]Во многих из них он избегал использования слайдов и рисовал структуры с помощью разноцветного мела. Обычно, чтобы начать лекцию, Вудворд приходил и раскладывал на столешнице два больших белых носовых платка. На одном будет четыре или пять цветов мела (новые кусочки), аккуратно отсортированные по цвету, в длинный ряд. На другой платок кладут столь же внушительный ряд сигарет. Предыдущая сигарета будет использоваться для зажигания следующей. Его семинары по четвергам в Гарварде часто длились до поздней ночи. У него была привязанность к синему цвету, и многие его костюмы, его машина и даже его парковочное место были окрашены в синий цвет. [4]В одной из его лабораторий его ученики повесили на потолок большую черно-белую фотографию мастера с прикрепленным большим синим «галстуком». Там он простоял несколько лет (начало 1970-х), пока не сгорел в небольшом лабораторном пожаре. [ необходимая цитата ] Он ненавидел упражнения, мог спать только несколько часов каждую ночь, был заядлым курильщиком и наслаждался шотландским виски и мартини. [1] [20]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Тодд, Л .; Корнфорт, Дж .; T., AR; С., JW (1981). "Роберт Бернс Вудворд. 10 апреля 1917-8 июля 1979" . Биографические воспоминания членов Королевского общества . 27 : 628–695. DOI : 10.1098 / RSBM.1981.0025 . ISSN  0080-4606 .
  2. ^ Блоут (2001). "Роберт Бернс Вудворд". Биографические воспоминания Национальной академии наук . 80 . | url = http://www.nasonline.org/publications/biographic-memoirs/memoir-pdfs/woodward-robert-b.pdf
  3. Перейти ↑ Putnam, Robert C. (2001). Бенфей, Отто Теодор; Тернбулл Моррис, Питер Джон (ред.). Воспоминания из неполной средней школы . Роберт Бернс Вудворд: архитектор и художник в мире молекул . Фонд химического наследия. п. 12. ISBN 9780941901253.
  4. ^ a b c Вспоминая легенду органической химии Роберта Бернса Вудворда В этом году прославленному химику исполнилось бы 100 лет Бетани Хэлфорд C&EN Том 95 Выпуск 15 | С. 28-34 Дата выпуска: 10 апреля 2017 г. ссылка .
  5. ^ a b Нобелевская премия по химии 1965 - Роберт Б. Вудворд Биография Nobelprize.org
  6. ^ Синтетическая атака на проблему эстрона. Кандидатская диссертация.
  7. ^ «Хлорофилл» . Нью-Йорк Таймс . 3 июля 1960 . Проверено 13 октября 2012 . Профессор Роберт Бернс Вудворд, химик из Гарварда, который синтезировал хинин, кортизон и раувольфию, теперь добился одного из величайших успехов в химии - полного синтеза хлорофилла, зеленого пигмента, улавливающего энергию солнечного света для создания продуктов питания. для всего живого. ...
  8. ^ Уилкинсон, Г .; Розенблюм, М .; Whiting, MC; Вудворд, РБ (1952). «Структура бис- циклопентадиенила железа». Варенье. Chem. Soc. 74 (8): 2125–2126. DOI : 10.1021 / ja01128a527 .
  9. ^ Федерман Нето, А .; Пелегрино, AC; Дарин, В.А. (2004). «Ферроцен: 50 лет металлоорганической химии переходных металлов - от органической и неорганической к супрамолекулярной химии». ХимИнформ . 35 (43). DOI : 10.1002 / chin.200443242 .
  10. ^ "Нобелевская премия по химии 1973" . nobelprize.org . Проверено 12 сентября 2010 года .
  11. ^ Вернер, Х. (2008). Вехи в химии органо-переходных металлов: личный взгляд . Springer Science. С. 161–163. ISBN 978-0-387-09847-0.
  12. ^ "Архив номинаций" .
  13. ^ Хоффманн, Р .; Вудворд, РБ (1970). «Управление орбитальной симметрией химических реакций» . Science (опубликовано 6 февраля 1970 г.). 167 (3919): 825–831. Bibcode : 1970Sci ... 167..825H . DOI : 10.1126 / science.167.3919.825 . PMID 17742608 . S2CID 12243669 .  
  14. ^ Крейг, Г. Уэйн (2011). "Исследовательский институт Вудворда, Роберт Бернс Вудворд (1917–1979) и химия за стеклянной дверью". Helvetica Chimica Acta . 94 (6): 923–946. DOI : 10.1002 / hlca.201100077 .
  15. ^ Б Робертс, Дж (1990). В нужном месте в нужное время . Американское химическое общество . ISBN 978-0-8412-1766-9.
  16. ↑ Награды Секции Северной Джерси Американского химического общества - см. Раздел Текущие и прошлые получатели премии Лео Хендрика Бэкеланда.
  17. ^ Американское химическое общество - Чикагская секция
  18. ^ Blout, Elkan. «Роберт Бернс Вудворд 1917–1979: биографические воспоминания» (PDF) . Национальная академия наук . Национальная академия прессы . Проверено 15 января 2017 года .
  19. ^ (на французском языке) Введение à la chimie quantique Philippe Hiberty и Nguyên Trong Anh, Editions Ecole Polytechnique Renaud-Bray (2008) p.115 ISBN 2730214852 
  20. ↑ Роберт Бернс Вудворд. Архивировано 27 апреля 2012 г. в Wayback Machine .

Библиография [ править ]

  • Роберт Бернс Вудворд: архитектор и художник в мире молекул; Отто Теодор Бенфей, Питер Дж. Т. Моррис, Фонд химического наследия, апрель 2001 г.
  • Роберт Бернс Вудворд и искусство органического синтеза: для сопровождения выставки Центра истории химии Бекмана (публикация / Центр истории химии Бекмана); Мэри Э. Боуден; Фонд химического наследия, март 1992 г.
  • Woodward RB; Sondheimer F .; Тауб Д. (1951). «Полный синтез кортизона». Журнал Американского химического общества . 73 (8): 4057. DOI : 10.1021 / ja01152a551 .
  • Джордж Б. Кауфман (2004). «Превосходный органический синтезатор - К 25-летию со дня его смерти». Chem. Воспитатель . 9 : 1–5.
  • Роберт Бернс Вудворд на Nobelprize.org
  • Видеоподкаст Роберта Бернса Вудворда о цефалоспорине
  • Роберт Бернс Вудворд: три года и потом? Дэвид Дельфин , Aldrichimica Acta , 1977 , 10 (1), 3–9.
  • Патенты Роберта Бернса Вудворда Ужасно неполный список; см. страницы обсуждения.

Внешние ссылки [ править ]

  • Заметки с семинаров Роберта Бернса Вудворда, сделанные Робертом Э. Колером в электронных коллекциях Института истории науки
  • Роберт Бернс Вудворд на Nobelprize.org, включая Нобелевскую лекцию, 11 декабря 1965 г. Последние достижения в химии натуральных продуктов