译自Chem-Station网站日本版 原文链接:小山 靖人 Yasuhito Koyama
翻译:炸鸡
小山靖人,日本有机化学家,现为日本富山县立大学工学部医药品工学科教授。
2000年3月 毕业于北海道大学理学部化学科
2000年4月 入学北海道大学大学院理学研究科化学专攻硕士课程
2002年3月 毕业于北海道大学大学院理学研究科化学专攻硕士课程(指导教师:村井章夫教授)
2002年4月 入学东北大学大学院理学研究科化学专攻博士课程
2005年3月 毕业于东北大学大学院理学研究科化学专攻博士课程(指导教师:平间正博教授)
2005年3月 取得博士(理学)(东北大学)学位
2005年4月 日本学术振兴会特别研究员(PD,东京工业大学,指导教师:铃木启介教授)
2007年3月 东京工业大学大学院理工学研究科 有机・高分子物质专攻 助手(高田十志和教授)
2007年4月 任同职 助教
2013年1月 北海道大学催化化学研究中心 副教授
2016年4月 富山县立大学工学部医药品工学科 副教授
2021年4月-现在 同上 教授
2016年4月~2017年3月 北海道大学催化科学研究所 客座副教授
有机化学﹑高分子合成﹑超分子化学
截至2022年11月5日
原著论文:99篇﹑综述和解说:10篇﹑著作:11部﹑专利(公开):8件
日本化学会、有机合成化学协会、高分子学会、日本橡胶协会、催化学会、日本过程学会
2004年5月 日本化学会第84届春季年会学生演讲奖
2008年5月 有机合成化学协会研究企划奖
2008年5月 日本化学会第88届春季年会优秀演讲奖(学术)
2009年5月 日本化学会第88届春季年会优秀演讲奖(学术)
2009年9月 东京工业大学工学系青年激励奖
2009年10月 第5届CERI最优秀发表论文奖
2009年10月 第21届弹性体讨论会优秀发表奖
2011年2月 第1届田中橡胶化学技术奖
2011年5月 第2届普利司通软材料前沿奖(鼓励奖)
2011年5月 2011年日本橡胶协会年会青年优秀发表奖
2012年2月 手岛纪念奖论文奖
2012年5月 2011年度高分子研究激励奖
2012年5月 第12届CERI最优秀发表论文奖
2012年8月 东京工业大学挑战性研究奖
2013年10月 “元素模块高分子材料的创造”第1届青年研讨会优秀演讲奖
2017年4月 长濑学术振兴奖
2021年5月 第38届富山奖
1. 具有重复结构的天然中分子的快速合成方法的开发及其特性评价
分子量约为500~3,000的生理活性分子被称为中分子,中分子是生命科学领域的热点研究对象。我们致力于开发快速、大量合成中分子方法,现在正在尝试通过聚合的方法合成分子中重复出现的结构,现介绍目前为止的两个成果。
多肽的交替共聚合方法的开发及交替序列的功能探索1)
将醛、胺和含有异氰基的羧酸三种成分混合后,可以进行以Ugi反应为基本反应的聚合反应,从而在单一反应器中获得肽的交替共聚物。由于这种方法不但简便还可以大量合成有序列的多肽,因此我们正在多方面推进基于多肽的材料开发。
糖链移植法的开发和寡糖配糖分子的一锅合成2)
我正在研究利用糖型环状亚硫酸钠进行糖链移植法达到迅速合成同质寡糖配糖分子的目的。在使用含有醇基的糖原作为聚合引发剂的情况下,加入酸和MS 3A,聚合反应就发生了且伴随着SO2的释放,从而可以一步获得寡糖,寡糖的聚合度由引发剂和环状亚硫酸钠投料比例而定。通过这种方法,我们希望合成具有生理活性的分子,如Glycyrrhizin、Quercetin-3-O-sophoroside、α-Galactosyl ceramide α-(1,2) analogue等生物活性分子以及它们不同糖链长度的衍生物,并评估糖链长度对物性的影响。
2. 用于自动合成高分子的氧化腈反应试剂的开发3),4)
为了能够自由地改性周围的聚合物,我们已经开发了几种氧化腈试剂。由于氧化腈很活泼,可以在没有催化剂的作用下与各种不饱和键进行加成反应,但同时也会发生自我分解反应。因此,通过在氧化腈的周围引入庞大的取代基,我们开发出了兼具稳定性和高反应性的试剂。常见的聚合物如橡胶和树脂中通常含有烯烃或腈基,只需将这些试剂与其混合,就可以促进这些常见聚合物的交联和修饰反应。
1)小山靖人,* ペプチドの交互共重合法の開発と交互配列の機能探索, 有機合成化学協会誌, 2022, 80, 941-951. DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.80.941.
2)A. B. Ihsan, Y. Koyama,* Substituent optimization of (1→2)-glucopyranan for tough, strong, and highly stretchable film with dynamic interchain interactions, ACS Macro Lett. 2020, 9, 720-724. DOI: 10.1021/acsmacrolett.0c00266.
3)S. Ooba, N. Nakajima, M. Hamada, T. Takata, Y. Koyama,* Synthesis and reations of homoditopic stable nitrile N-oxide as a powerful tool for catalyst-free constructions of macromolecular architectures, Macromol. Chem. Phys. 2022, 2200183. DOI: 10.1002/macp.202200183.
4)小山靖人,* 高田十志和,* クリック反応のためのニトリルオキシド反応剤:炭素-炭素結合形成を伴う無触媒環化付加反応, 有機合成化学協会誌, 2016, 74, 866-876. DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.74.866.
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接:佐藤 一彦 Kazuhiko Sato
翻译:炸鸡
佐藤 一彦,日本化学家。产业技术综合研究所・材料化学领域副领域长。产业技术综合研究所・催化剂化学融合研究中心原研究长。理学博士。
千葉大学理学部化学科毕业(指导教授:今本恒雄 教授)
1990 東北大学大学院理学研究科 博士毕业(提前毕业)(指导教授:櫻井英樹 教授)
1990 名古屋大学大学院理学研究科 助理教授(指导教授:野依良治 教授)
2000 工业技术院物质工学工业技术研究所 主任研究官
2001 产业技术综合研究所 主任研究员
2005 产业技术综合研究所 环境化学技术研究部门 研究组长
2008 产业技术综合研究所 环境化学技術研究部门 主干研究员
2011 产业技术综合研究所 企画本部 总括企画主干
2013 产业技术综合研究所 催化化学融合研究中心 负责人
2022 产业技术综合研究所 材料・化学领域 副所长
(兼任)
2016-2018 日本化学会 理事
2018- 日本学术会议“与情报科学结合的新化学创成委员会”干事
2018- 硅元素化学协会 常任理事
2018-筑波生命・化学学院指导委员会・规划委员会主席
流动精密合成国际财团 主席
基于生物资源和催化技术的食品、医药和材料振兴国际财团 主席
北海道大学客座教授、京都大学客座教授、大阪大学客座教授、埼玉大学副教授。
还担任过关西大学客座教授、高知大学客座教授、九州大学兼职讲师、东京工业大学兼职讲师和筑波大学客座研究员。
2002 有機合成化学奖励奖(有机合成化学协会)
2008 化学・生物筑波奖(筑波生命・化学财团)、昭和电工共同受賞
2010 第8回产学官連携功劳者表彰 (日本经济团体連合会会长奖、内阁)、昭电工共同受賞
2011 产总研理事长奖(产总研)
2014 绿色可持续化学(GSC)奖励奖(新化学技术推进协会)、住友精化共同受賞
在东北大学期间,他师从樱井英树教授,从事有机硅化学(主要是高配位硅化合物)的研究。之后与名古屋大学的 野依良治教授一起开发了环境友好型氧化反应(过氧化氢氧化)的研究,开创了世界绿色可持续化学(GSC)的先河。
担任经济产业省创新氧化工艺基础技术开发 “绿色可持续化学工艺基础技术开发项目 “的研发负责人(2008-2012 年)。经济产业省未来前沿研究 “有机硅功能化学品生产工艺技术开发项目”(2012-2022 年)项目负责人,领导新型催化剂的开发。
2013 年,成立跨学科催化化学研究中心,从事催化化学和多学科领域的跨学科研究,并担任研究中心负责人至 2022 年。
截至 2023 年,担任日本国立产业技术综合研究所(AIST)材料化学领域副所长一职,从高层管理的角度领导全所的化学研究的前进方向。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接:第163回―「微小液滴の化学から細胞系の仕組みを理解する」Wilhelm Huck教授
翻译:炸鸡
第163回海外化学家采访的是荷兰内梅亨大学(Radboud大学)Nijmegen分校分子·材料研究所的Wilhelm Huck教授。Wilhelm Huck教授的工作围绕可用作人造细胞的皮升液滴,研究活细胞中常见的拥挤环境对 “生命化学 “的影响。下面是这次的采访。
化学能从分子水平上解释人体的运作机制。 我是在荷兰最大的化工厂之一(DSM)旁边长大的,所以我明白分子可以应用于我们周围的人造世界。
银行家。 这并不难,如果因此我锻炼成了一位人才,回到化学界后可以不需要写资助申请。
我们刚刚开始在内梅亨大学Nijmegen分校的新实验室里研究一个创新课题。我们仍然没有从根本上了解细胞如何作为化学反应器发挥作用。 我们可能有 “零件清单”,知道所有东西的位置,但我们对相互关联的化学反应在细胞内拥挤、随机的环境中是如何表现的了解较少。使用活细胞是非常有意义的,但细胞不能被稀释或加热,所以不能提取动力学和热力学数据。因此,我想把微流控设备中的皮升液滴作为搭载了从DNA到RNA和蛋白质的转录、翻译所需工具的人工细胞使用,并使用有机物理化学方法跟踪细胞的化学过程。
弗雷德里克·桑格(英国生物化学家,曾经在1958年及1980年两度获得诺贝尔化学奖,是第四位两度获得诺贝尔奖,以及第一位获得两次化学奖的人)。我想知道他是如何想出解决困难的方法的。在许多情况下,他的化学反应非常简单,但效果却非常好。他一定是有史以来最有天赋的化学家。
一般来说,我需要有人帮助我……我目前正在建造一个对液滴中的单细胞进行分类的新设备,我有时会帮忙对齐激光。
很难抉择的问题。如果我将被放逐很长一段时间,我真的愿意反复阅读那一本书吗?也许这能让我有时间读完《细胞的分子生物学》。它是一本扣人心弦的读物!
至于音乐,听音乐时我无法集中注意力。海洋的白噪音就可以了。
Bartosz Grzybowski。他正在做一些绝伦精妙的研究。 但最重要的是,我很想知道他想和哪些历史人物一起吃饭。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接:第162回―「天然物の合成から作用機序の解明まで」Karl Gademann教授
翻译:炸鸡
第162回海外化学家采访的是苏黎世大学化学系的Karl Gademann教授。Karl Gademann教授主要从事天然物的合成和生物活性的探究。下面是这次的采访。
有两个理由:一,我一直对化学物质,特别是天然化合物干扰生物系统的能力感到着迷。例如,猫对猫薄荷的反应很热烈,因为只有一个小小的萜烯的作用! 二是化学合成是一种创造性行为,换句话说,”制造新的东西”,现在依旧令我着迷。
我打算学习德国文学。然而,我的德语老师建议我去学化学,因为文学可以读来娱乐,而化学则很难充作文娱之乐。
我对诱导形成神经的天然物感兴趣,并希望在更大范围内学习其作用机制和这一迷人的生物现象。
与莫扎特一起坐在车里,在德国的高速公路上疾驰,听着过去200年的音乐一边品评,会很有趣。
最后一次实验在体外实验中研究了咔啉Ns的作用机制,特别是它是否能抑制血红素聚合的问题。
《圣经》和AC/DC的《通往地狱的公路》非常适合在荒岛上迷路时使用。
如果能看到已经离开化学界的著名化学家如撒切尔夫人和伯纳德·查尔斯(著名的英国富豪) 的采访,将会很有趣。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接:第159回―「世界最大の自己組織化分子を作り上げる」佐藤宗太 特任教授
翻译:炸鸡
第159回海外化学家采访是是日本东京大学工学部应用化学专攻的佐藤宗太特任教授。在研究以有机合成为基础的配位化学的同时,佐藤教授正致力于合成巨大的、结构明确的自组装分子,并阐明单个分子的磁性,以期将其应用于核磁共振分析。下面是这次的采访。
毫无疑问,是许多老师鼓励我成为一名化学家的。尚为一名小学生的我对蝴蝶的颜色和翅膀图案的多样性,以及从幼虫到卵的形态转变感到非常着迷。我的叔叔Mitsuo Jinkubo和我的父亲Kazumune Sato教会我生物的有趣和对自然环境的兴趣。在我的中学时代,我从化学实验中学到了教科书中没有的重要知识。我的高中老师也是第一位合著者,Toyokazu Usui,他的原创论文教会我如何成为一名化学家。从某种意义上说那一刻我变成了一位化学家。
我想在一个重视个人技能的专业领域工作。我的祖父Saburo Sato现年101岁,是生产科学用的石英玻璃的工匠,他非凡的熟练程度给我留下了深刻的印象,因此我曾经决定也成为一名工匠。可惜的是,我的手艺不是很好。我开始对在剧院后台紧张地操作大型灯光和音响系统的职业产生了兴趣。想象着我扎实丰富的专业知识支持我游刃有余地操纵这些复杂的系统,由我打造的舞台上如梦如幻的场景让我的满足感爆棚。
我的工作是合成化学,我开发了合成世界上最大分子的方法,并在分子设计的基础上寻找新的用途。具有新类结构的分子往往会导向实际应用,但我的研究不仅仅以吸引化学家的目光为目标,还要吸引其他业余的人一起来徜徉在科学的海洋里。
冈仓天心(1863-1913)–日本明治时代的美学先驱者。他努力创造一个新的范式,反对既定的日本画界,也将日本的艺术和思想传播给世界其他国家。我想知道他在那个风云激变的年代是怎么思考的做了什么决断才开辟出一个新的艺术领域。伤心的是,作为冈仓天心生前经常思考的场所的历史建筑北茨城市的六角堂在2011年3月的地震和随后的海啸中化为废墟了。 然而,非常令人振奋的是,六角堂作为灾后重建工程的一部分,有关人士和部门已经在积极筹措再建资金和采取行动了。
自从几年前升任教授后,我亲自进行合成实验的机会减少了。只零零散散地帮助学生做一些难的实验。这绝对是一种高效的做法,但它并没有给我带来我博士生时那样的满足感…… 在我手中的烧瓶中发生的小小的合成化学反应最后总是被未知的微量化学物质变成茶色,但对我来说,这种体验依然是我心中的光。
当我有一次独自旅行到一个偏远的日本的小岛时,我觉得我不需要书和音乐。日日夜夜,我都会欣赏不寻常的风景,听着大自然的音乐–风声、浪声和动物鸣叫声。最近我不怎么旅行了,但如果把我放在这样一个久违的环境中,我不需要人工的东西,但在一个孤寂的岛屿上,我选择我最喜欢的钢琴曲,德彪西的《Suite bergamasque》。
阿尔伯塔大学的的Jeffrey M. Stryker教授,他是一名有机金属和有机化学家。 我读博士研究生期间,我作为访问学生在他的实验室呆了两个月。他是一位非常严谨和聪明的化学家,我喜欢他开放的思想和热情的个性。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接:第146回―「原子から社会までの課題を化学で解決する」中村栄一 教授
翻译:炸鸡 校对:JiaoJiao
第146回海外化学家采访的是日本东京大学理学研究科化学专攻的负责教授物理有机化学的中村荣一教授,中村教授活跃在有机合成,物理化学和纳米科学等领域。下面是这次的采访。
一部分要归功于我的父亲,我的父亲Goro Nakamura是一名采矿工程师,他从前经常给我看了一些美丽的矿物和无机晶体样品。我的高中恩师Hisao Fukuoka教我我体会了徒步旅行的乐趣和欣赏野外美丽的花朵。此外,艺术和音乐老师Hiroya Shiroki和Ichiro Tada教给了我艺术活动的乐趣,艺术已经成为了我作为化学家生活中不可或缺的业余活动。
我对用黄铜板制造HO型蒸汽机车(一种蒸汽机车类型)很感兴趣,所以我可能成为建筑师或是机械师。说起来,我现在也算是“分子”建筑家了。
为解决原子水平问题(通过电子显微镜来研究分子)和社会问题(常见元素的催化剂利用,涂层有机太阳能电池的工业化,基因导入)开辟新的化学领域。
公元前323年,巴比伦的亚历山大大帝在东方之旅的途中,构想了欧洲和亚洲的统一,并于公元前326年渡过了印度河。这一历史事件的影响,也波及到了几百年后的日本。亚里士多德是亚历山大大帝的老师,我想听听亚历山大大帝少年时代从亚里士多德那里学到了什么。
最后一次做实验是在上世纪80年代后期,当时自己的格氏反应溶液冲到了实验室的天花板。不过直到20世纪90年代中期,我还在自己的计算机上继续进行实验。
与其听别人的音乐,还不如自己带上乐谱和乐器,一直享受着演奏的乐趣。
向山光昭老师和吉尔伯特·斯托克老师。他们是最后能够讲述现代有机合成化学黎明时期的巨人。他们也是我的导师。
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本文来自Chem-Station日文版 第142回―「『理想の有機合成』を目指した反応開発と合成研究」山口潤一郎 教授 cosine
翻译投稿 炸鸡 校对 肥猫
第142回海外化学家采访的是Chem-Station创始人,日本早稻田大学理工学院教授山口润一郎老师。山口教授致力于利用碳氢键官能团化合成生物活性分子和天然产物,开发新型化学反应实现理想的有机合成。下面是今天的采访。
其实我刚进入大学的时候是对化学完全不感兴趣的。幸运的是,我在大学里遇到了后来改变了我的想法的林雄二郎教授,林教授最后还成为我博士研究生的导师。林教授对化学,特别是对有机化学有着很强烈的热情,林教授对有机化学怀着一颗单纯的好奇心,这样的好奇心促使着他一直对有机化学着迷。我开始学化学的原因是我想明白化学到底有什么样的魅力能让林教授如此痴迷,结果我就这样沦陷了,哈哈哈!
我想我大概率会成为某个企业或医疗公司的销售员吧。我很喜欢交际,我认为商品销售是建立在人际关系和人与人之间的信赖上的。从这一点出发,我对网络工作也很感兴趣。 我想建立一个独立的网上公司,但我没自信说这一定会成功。
我的助教时代是在伊丹健一郎教授的合成化学实验室度过的。 让我感到幸运的是我在研究生院和博士后的研究有许多生物活性天然产物的合成。天然产物的合成极其困难与繁琐,其个中痛苦滋味只有过来人才能明白吧。为了实现“理想的化学合成”,我致力于开发新的合成方法,合成策略和合成概念,以解决复杂的合成问题。我想像搭建建筑物一样构建出分子。
我想和woodward教授(罗伯特·伯恩斯·伍德沃德,美国有机化学家,对现代有机合成做出了相当大的贡献,尤其是在化学合成和具有复杂结构的天然有机分子结构阐明方面。由于“在有机物合成方面的成就”,伍德沃德荣获1965年诺贝尔化学奖)共进晚餐,他是20世纪公认的最伟大的合成化学家。在那个仅有为数不多的精制技术和光谱分析技术的时代,他却完成了叹为观止的分子合成工作。我希望他能告诉我化学合成和有机化学的未来应走向何方。
我到现在还每天在实验室里做实验,和我的学生们一起呆在通风橱里。所以我实在回忆不起最后一次做实验是什么时候了。不过以后我会减少实验量,但我还是会尽量自己动手做实验。
能不能通融下让我带上笔记本电脑呀,实在不行iPhone也行啊。。。。。如果要求我和外界不能有一点联系,那我就安心看各种文学作品,音乐和科学论文吧。
我推荐的有两个人选。
第一位是斯克里普斯研究所的Phil S. Baran教授,他是我做博士后时的老板,同时也是我的好朋友。虽然只比我大一岁,但他在天然产物的合成上的能力却是一直令整个化学界惊叹。
第二位是每天都在一起的伊丹健一郎教授。如果不是遇到他,被他优秀的人格和才华征服,我是不会回到日本的。
本文来自Chem-Station日文版 第136回―「有機化学における反応性中間体の研究」Maitland Jones教授 cosine
翻译投稿 炸鸡 校对 肥猫
第137回海外化学家采访的是Stuart Warren教授。Stuart Warren教授为剑桥大学化学系教授,致力于开发新型合成方法,特别是含磷和硫化合物的合成方法以及重排和不对称合成。但不幸的是,Stuart Warren教授已于去年3月往生。
下面是这次的采访。
Q.请问您为什么会选择成为一名化学家呢?
我很幸运我在切尔西的齐德尔-哈尔姆学校上学,我当时的化学老师是大卫-古迪森。我从小就喜欢科学,但大卫热爱钻研和“为什么”而不是“如何”的思考态度渐渐感染了我,我开始从众多学科中偏爱化学,我完成这一思想上的转变所花的时间并不是很长。我至今都对大卫向我介绍有机化学的那一天记忆尤新。那天他举了羧酸的例子,我对此很生气,抗议说:“那东西不是酸。”大卫微笑着让我等等看接下来的故事。即使你当时激烈反抗一件事物,但也会转头突然喜欢上他(这就是真香定律?)。我当初是多么不待见有机化学,但后来的我却爱上了它。丹尼斯·玛丽安,彼得·赛克斯和马尔科姆·克拉克教授了我大学时代的有机化学课程,他们为我打下了坚实的有机化学基础。这使我想在我的一生中都学习有机化学。
Q.如果您不当化学家的话,您会选择从事哪个行业呢?为什么?
我可能想成为一名职业板球运动员,但以我的身体素质我恐怕不能成为一名合格的运动员。我曾想在哈佛大学师从弗兰克·韦斯特海默学习生物化学,但我更喜欢有机化学所以我最终决定还是不去了。除了化学我再也没接触其他学科,或许我会当一名演员,小说家或者神职人员。
Q.您现在进行的是什么研究呢?您具体想怎么做呢?
我现在不带研究团队,我主要工作是写书。我现在和Jonathan Clayden合作为Oxford University Press的教科书《Organic Chemistry》撰写第二版。我们完成了Paul Wyatt和Wiiley的四本有机合成系列书籍,最后一本将于今年(指2009年)出版。我还与Paul合作,在工业界教授过一些课程,如《Advanced Heterocyclic Chemistry》,接下来我打算用这个题目写一本书。这很可能是我的最后一个项目了吧。我认为现阶段非常需要一本能够从反应机理角度解释清楚反应,深入浅出的杂环化学教材,而不是一本单纯罗列反应清单的杂环化学教科书。
Q.如果您有机会与一个历史人物共进晚餐,您会选谁,为什么呢?
威灵顿公爵阿瑟·韦尔斯利。他是一位言辞犀利的人,他藐视权贵,注重实绩。我想知道他是如何在半岛战争中与英国、西班牙和葡萄牙的统治者周旋的,以及是什么让他在一切似乎都失败的时候仍然坚持天主教解放法案。威灵顿公爵他可能不会给我这个面子和我一起吃晚饭,哈哈哈。如果他不愿意来我就和Pelham Warner一起吃饭,听听他讲讲他漫长的板球生涯,或者让Charles Rees复活,听他继续讲述他那被死亡突然打断的的故事。
Q.您最后一次亲手做实验是在什么时候呢?具体做了什么呢?
1973年,Robin Shepherd完成了一系列实验,阐明了Ph2PO迁移中的立体特异性。他有一张起始物的X射线图像,但他无法结晶产物。所以我尝试结晶产物,从Luigi Nassimbeni那里拿到的一张X射线照片入手,实验结果发表在了《自然》杂志上(《Nature》248,670-671(1974))。
Q.如果您被滞留在一个满是沙漠的孤岛上,只能选一个的话您会带什么书和音乐?
这太难选了,《远大前程》,《傲慢与偏见》,Hardy或Wordsworth的诗全集,《新约圣经 》,从这几个里面选一个。
选择音乐就很简单。由Ian Bostrich和Finzi演唱的舒伯特和沃恩·威廉姆斯的歌曲。Ian Partridge演唱的《Ode on the Intimations of Immortality》也很不错。我最想听的是美妙的歌声吧。
Q.您最想看哪位化学家的采访?
布里斯托大学的Guy Lloyd-Jones。他的工作结合了最好的反应机理分析,以及最新的有机金属化学和不对称催化剂。他是当今有机化学界最敏锐的思想家之一。
本文来自Chem-Station日文版 第136回―「有機化学における反応性中間体の研究」Maitland Jones教授 cosine
翻译投稿 炸鸡 校对 肥猫
本次海外化学家采访的是Maitland Jones教授。Maitland Jones教授已从普林斯顿大学退职,现为纽约大学化学系教授。下面是今天的采访。
Q.请问您为什么会选择成为一名化学家呢?
在我12岁的那个夏天,我缠着父母央求他们允许我在专用网球赛道上打球(没错,12岁的我就是这么的爱玩),但是父母总是以工作为借口推脱我的请求。父母在一次派对上遇到了威廉·德林,父母为了让我消停点,让威廉·德林带我到希克利尔名剑基础研究所当一名小实习生。在希克利尔,我不仅遇到了之后与我一起共事长达10年之久的戴林,还遇到了一些优秀的有机化学家,其中就有拉里·诺克斯,说起诺克斯,虽然他是位了不起的学者,但他连洗碗,做笔记这样的鸡毛蒜皮的小事都亲历亲为。虽然我当时还很懵懂,但是能隐约感觉到职场的严肃氛围,感受到了大家对工作的热情,我想只要是对科学稍有兴趣的人,都会有所改变的吧。
Q.如果您不当化学家的话,您会选择从事哪个行业呢?为什么?
我十分喜欢爵士乐,过去50~60年时光里,我都是在枯燥艰苦的实验室里度过的。我对音乐还有几分心得,我曾经在新泽西州的普林斯顿举办过爵士乐节目。也许我不能当一位音乐家,但我可以当音乐俱乐部的老板或者当一名音乐批评家。
Q.您现在进行的是什么研究呢?您具体想怎么做呢?
嗯。。。。因为我从普林斯顿大学转到纽约大学的时候我的实验室暂时关闭了一段时间,所以我没法回答我现在在做什么,只能讲讲我过去做了什么。我的实验室研究反应性中间体,卡宾和苯环等。此外还从事与硼笼化合物相关的化学研究,以及反应性中间体与三维芳香族化合物之间相互作用的研究。我希望我的研究能帮助人们对分子是如何反应的这一概念的理解,以及电子是如何流动的理解。
Q.如果您有机会与一个历史人物共进晚餐,您会选谁,为什么呢?
塞隆尼斯·孟克。我从小就耳濡目染塞隆尼斯·孟克的事迹。我还去过几次他和约翰·柯川合办的音乐会。当时我还没有完全理解他们的曲子的内涵,所以我想趁着和他共进晚餐的机会和蒙克聊聊他的音乐,或者看一次他的演奏。
Q.您最后一次亲手做实验是在什么时候呢?具体做了什么呢?
那是很久以前的事了,可能是1970年代的事,不对,是1960年代的事了。Peter Gaspar当时在普林斯顿大学进行一个为期一个学期的访问。在最后一次实验中,我和Peter Gaspar偶然间得到了Bill (Florida) Jones的实验结果,我们认为这个实验结果对苯基卡宾化学有着重大意义。于是我做了一个实验,通过加热的热分解管蒸发对甲苯基重氮甲烷,收集到了苯乙烯和苯并环丁烯,这些都是我和Peter Gaspar预料之中的产物。如果你把这个反应写在纸上,你就会发现这是个很奇妙的反应。如果感兴趣的话可以考虑一下反应机理。Harold Shechter的一个学生也曾做过同样的实验,但因为当时Harold Shechter正忙于修改润色学位论文的摘要所以没有选择将实验公之于众。
Q.如果您被滞留在一个满是沙漠的孤岛上,只能选一个的话您会带什么书和音乐?
被流放到无人岛上对我来说是个好机会,我可以把我一直以来看过的书在无人岛上再看一遍,我会选托马斯·品钦(生于纽约,美国作家,以写晦涩复杂的后现代主义小说著称)的《Gravity’s Rainbow》。即便你不明白这本小说的参考文献讲是什么,或者没有完全领会小说的深意,但这部小说精彩的文字能吸引你一页页地读下去。如果还允许我多带一本小说,我想带一部长篇小说——大卫·福斯特·华莱士(著名美国作家,出生于美国纽约州伊萨卡。他的小说《无尽的玩笑》被《时代》杂志选为1923年至2005年间最伟大的100本英语小说之一)的《Infinite Jest》。或是维克拉姆·塞斯的《A Suitable Boy》也不错。
选择歌曲就简单多了,我会选查利·帕克的《Dials and Savoys》全集。
Q.您最想看哪位化学家的采访?
要选伟大的物理有机化学家的话,只能采访戴林和罗伯茨了。可惜的是我们中很多人都对他们两位的故事知之甚少。我想让更多人了解他们两位优秀的物理有机化学家。
本文来自Chem-Station日文版 有機化学を俯瞰する –古代ギリシャ哲学から分子説の誕生まで–【前編】 やぶ
翻译投稿 炸鸡 校对 HaoHu
本次连载讲述了随着把生命体区别于其它物质的生命力说被推翻,而起源的有机化学的故事。然后带大家鸟瞰一下人们如何完善化学理论,又是如何把绝大部分天然分子的人工合成变为可能。在最后,我们将跨越现代有机化学和现代无机化学之间的边界,看看优秀的合成化学者是怎么一个个地创造出自然界中不存在的新分子的。
我们生活的周围充斥着各式各样的化学制品,比如医药农药,染料,香料还有塑料等。简之而言,这些物质都是依靠“通过烧瓶中的化学反应来创造分子”这一有机合成化学的独有的“力量”来被制造出来的。因为分子是物质性质和功能的最小单位,所以有机合成化学的定位是在原子级别构建分子和改变分子的结构。1,2
解热镇痛药乙酰水杨酸的合成反应方程式。有机合成化学能在原子级别构建分子。
在先前所举的例子中,农药,医药,染料以及塑料在大多数情况下都被归类到有机化合物一类,这是基于“有机化合物指的是把碳元素或氢元素作为主要成分的一类化合物”这一基本定义。但历史上,有机化学一度是一门关于如何科学获取和使用来自生命体的物质和分子。不知从何时起人类对有机化学的认知冲破了“有机化学是关于来自生命体物质的化学”这一枷锁,人类开始人工合成有机化合物。
本连载将沿着历史时间轴讲述生命的科学——有机化学是如何一步步发展到今天的地步。本连载分为前篇和后篇,本次内容为前篇,会以化学发展史为时间线讲述分子理论的诞生和发展。在后篇里我们会用通俗易懂的方式向大家介绍大学有机化学和有机化学的前沿研究。
尽管没有科学的依据,但是人类从古代开始就一直利用自然界中的化合物。比如从古代人们就知道的一种化学现象——“发酵”。白酒,啤酒和葡萄酒早在1万年前就已经深受人们喜爱。能带给人们“醉意”这种愉快情绪的酒精饮料对当时的人们来说是一种神秘的存在。医药品的开发也是人类利用自然界中的化合物的一个例子。约3500年前古埃及人就已经发现柳树的木头有解热镇痛的效果,所以流传有把柳树的树皮煎熬来制成药膏疗伤这样的药方。
发酵时人类自古以来就利用的一种化学反应。古时认为酒带来的醉意非常地神秘。
基于以上的认知人们才会有“来自生命体的物质有一种神奇的力量”这一“生命说”。对“生命说”的探求也变成了有机化学研究的动力。但是有机化学真正被当作一门科学来研究还要等到18世纪以后原子理论的提出。综上,让我们试着追本溯源看看人类通过什么方式发现并研究肉眼无法看见的原子或分子的存在的吧。
古希腊的自然哲学志以较少的原理来解释世界。之后又自然哲学家提出“世界上存在万物的根源”。万物的根源称为元,到底发挥基本功能的元是个什么东东,自然哲学家们又各自都有自己的独特想法。比如泰勒斯主张“水是万物之源”,而阿那克西米尼主张“万物之间的差别是因为空气浓度的差异。”
在这些理论中,德谟克里特提出原子论。原子论主张所有的物质都是由几种叫做原子的最小要素构成。世界可以分为原子和空虚,空虚是原子运动的空间。本来“原子(atom)”也有“不可分割”的意思,所以不可能有比原子还小的东西存在,即原子不可能被破坏。原子论的主张是“虽然世界上有着各种各样的物质,但是物质的变化是因为原子的组合发生了改变,而原子本身并不会发生变化”。
古希腊哲学家阿那克西米尼认为空气是万物的根源。阿那克西米尼图片来自维基百科,德谟克里特的肖像来自于这里。
虽然在当时原子论并没有科学依据支持,但是以我们学到的知识来看原子论,它竟然是正确的。在原子论提出之前,人们都是通过神话来解释他们所生活的世界,但原子论诞生之后,用科学理论解释世界的萌芽诞生了。
在中世纪埃及就已经开始研究炼金术了。炼金术是指把铁和铜等容易被氧化的金属(廉价金属)变成金和银的技术。这样的活动从7世纪后半叶开始经过阿拉伯、西班牙传到欧洲,一直持续到15世纪左右,但最终科学家还是没能从廉价金属中制造出金。
上一节中提到的炼金术用我们现代人的眼光来看是注定不会成功的。但当时原子尚未被发现,并没有科学地提出化学的基本原理,所以我们不应该嘲笑当时苦心钻研炼金术的科学家们。其实,炼金术的研究并不是毫无用处,它确实为分析技术和实验技术的进步做出了贡献。作为一门科学的化学,其基本原理要想得到发展,得等到18世纪拉瓦锡发现“质量守恒定律”。下面让我们来瞅瞅18世纪的科学家是怎么奠定化学的基础的吧。
1774年,法国化学家拉瓦锡通过在密封容器中加热空气和锡的实验,发现了“无论物质化合还是分解,物质整体质量的总和都不会改变”的事实。这就是化学反应的基本原理“质量守恒定律”。在这之后,又有几个化学法则相应地通过实验被发现了。
质量守恒定律。拉瓦锡肖像来自维基百科。
首先,1799年法国化学家普鲁斯特通过分析铁等矿物和化合物,发现“无论是天然物质还是人工物质,只要是相同的物质,其组成都是一定的(常数比例法则)”。这是对“物质都是由原子组合形成的”的原子论概念的肯定。而且,这一发现也提醒了人们人工合成天然化合物的可能。
到了1803年,道尔顿进行了有关化合物组成的实验,发现“当存在由A和B两种要素构成的两种以上不同化合物时,当A为一定量时,B的量与A成简单的整数比(倍数比例法则)”。
倍数比例法则。道尔顿肖像来自维基百科。
基于上面的3个基本化学定律,道尔顿提出了“基于实验事实”的原子理论:
由此道尔顿的原子概念席卷了化学界。
盖吕萨克随后提出了关于气体反应的法则以支持道尔顿的原子理论。即,在某两种以上气体参与的反应中,生成或消耗的气体的体积,在一定的压力和温度条件下成简单的整数比。道尔顿的倍数比例法则关注的是质量,而盖吕萨克提出倍数比例法则同样也适用于气体体积。
气体反应的法则。盖吕萨克的肖像来自维基百科。
但盖吕萨克的气体反应法则并未完全支持原子理论。比如水的生成反应,应是“氧气︰氢气︰水蒸气= 1 : 2 : 2”。如果要用原子理论来解释的话,原子就必须分割(a)或者增加一个(b)。水的生成反应事实与道尔顿的原子理论相悖。
盖吕萨克的气体反应法则和原子理论相悖。1体积的氧气和2体积的氢气生成了2体积的水蒸气,若从原子角度考虑,氧原子必须要分割(a)或是氧原子要增加一个(b)。
解决这个矛盾的是意大利科学家阿伏伽德罗。阿伏伽德罗提出“氧气,氢气这样的单体和水这样的化合物都是由分子构成的。”他解释道:“分子是由几个原子结合而成的,发生反应的时候分子会被分割为原子。”也就是说,氧气分子和氢气分子是由两个原子构成的分子,水分子则是由一个氧原子和两个氢原子构成的,这样就能满足气体反应的规律。之后,阿伏伽德罗对盖吕萨克的假说进行了修正,整理成为分子理论“同温、同压、同体积的气体中含有相同数量的分子”,并于1811年发表。这就是我们今天的阿伏伽德罗法则。
修正气体反应法则后得到阿伏伽德罗分子理论。用分子理论考虑水的生成反应就无需分割或增添原子了,同时也肯定了道尔顿原子理论的正确性。阿伏伽德罗肖像来自维基百科。
今天的内容到这里就结束了。我们带大家了解了以前依靠实验的情况下原子理论是如何慢慢形成的,之后分子理论如何形成的。在下一篇里,我们来聊聊人们是如何发现那些从有生机的生命体中得到的化合物也是由分子组成的,一起来瞅瞅现在有机化学的发展吧。
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