年諾貝爾化學獎簡介市公開課獲獎課件

1、2001年諾貝爾化學獎簡介第1頁第1頁瑞典皇家科學院10月10日宣布，本年度諾貝爾化學獎授予三位科學家，他們是: 美國孟山都公司威廉 S諾爾斯（William S.Knowles) 日本名古屋大學野依良治（Ryoji Noyori) 美國斯克里普斯研究所夏普雷斯（K.BarrySharpless) 以表彰他們在不對稱催化反應研究領域取得突出奉獻。第2頁第2頁這三位科學家成就在于找到了有機合成反應中高效手性催化劑和立體選擇性反應辦法，能夠高效、以便地合成手性分子單一異構體。他們在發(fā)展不對稱催化反應辦法同時也增進了化學工業(yè)和制藥工業(yè)進展，以滿足人們健康需求。第3頁第3頁不對稱催化反應產物是手性分子

2、手性是自然界普遍特性。組成自然界物質中一些手性活性分子即使從原子組成來看是一模一樣，但其空間結構完全不同，它們組成了實物和鏡像關系，和人照鏡子一樣，也能夠比作左右手關系，因此叫手性分子。第4頁第4頁在生命產生和演變過程中，自然界往往對一個手性有所偏愛，如自然界存在糖為D-構型，氨基酸為L-構型，蛋白質和DNA螺旋構象又都是右旋。因此，手性藥品、農藥等化合物兩個異構體表現出來生物活性往往是不同，甚至是截然相反。第5頁第5頁個典型例子是20世紀50年代末期發(fā)生在歐洲“反應?！笔录袐D因服用酞胺哌啶酮（俗稱“反應?！保┒斐珊１蝺簯K劇。第6頁第6頁以后研究發(fā)覺，反應停藥品包含兩種不同構型光學異

3、構體1.一個異構體起到了鎮(zhèn)靜作用2.另外一個異構體則有致畸作用。因此，怎樣合成手性分子單一光學異構體就成了化學研究領域熱門話題，同時也是化學家面臨巨大挑戰(zhàn)。第7頁第7頁早在20世紀30年代，就有報道把金屬負載在蠶絲上，然后催化氫化合成了含有一定光學活性產物，但此后相稱一段時間內沒有取得任何進展。直到1968年，美國孟山都公司諾爾斯應用手性膦配體與金屬銠形成絡合物為催化劑，在世界上第一個創(chuàng)造了不對稱催化氫化反應。第8頁第8頁即使當初取得結果并不是十分完美，研究結果也只發(fā)表在英國化學會化學通訊上，但這是這一研究領域取得突破原始刨新性工作，它開創(chuàng)了均相不對稱催化合成手性分子先河。以這一反應為基礎，2

4、0世紀70年代初諾爾斯就在孟山都公司利用不對稱氫化辦法實現了工業(yè)合成治療帕金森病L-多巴這一手性藥物。第9頁第9頁這不但僅成為了世界上第一例手性合成工業(yè)化例子，并且更主要是成為了不對稱催化合成手性分子一面旗幟，極大地增進了這個研究領域發(fā)展。第10頁第10頁此后，日本野依良治對其工作進行了創(chuàng)造性發(fā)展。創(chuàng)造了以手性雙膦BINAP為代表配體分子，通過與適當金屬配位形成了一系列新奇高效手性催化劑，用于不對稱催化氫化反應，得到了高達100%立體選擇性，以及反應物與催化劑比高達幾十萬活性，實現了不對稱催化合成高效性和實用性，將不對稱催化氫化反應提升到一個很高程度。第11頁第11頁 夏普雷斯則是從另一個側面

5、發(fā)展了不對稱催化反應。早在20世紀80年代初，利用C2對稱天然手性分子酒石酸與四氯化欽形成絡合物為催化劑，實現了烯烴不對稱環(huán)氧化反應，并在此后快要時間里，從試驗和理論兩方面對這一反應進行了改進和完善，使之成為不對稱合成研究領域又一個里程碑。第12頁第12頁此后，夏普雷斯又把不對稱氧化反應拓展到不對稱雙羥基化反應。當前，不對稱環(huán)氧化反應和雙羥基化反應已成為世界上應用最為廣泛化學反應。近年來，夏普雷斯還發(fā)覺了不對稱催化氧化反應中手性放大及非線性效應等新概念，在理論和事實上都含有主要意義。第13頁第13頁不對稱催化氫化反應不對稱催化反應不對稱環(huán)氧化反應不對稱雙羥基化反應諾爾斯創(chuàng)造野依良治發(fā)展夏普雷斯

6、發(fā)覺并發(fā)展拓展（合成手性物質）第14頁第14頁OVER第15頁第15頁威廉S諾爾斯(美國有機化學家)來自美國密蘇里州圣路易斯。19出生(美國公民)。1942年獲哥侖比亞大學博士學位，曾任職于美國圣路易斯Monsanto公司，1986年退休第16頁第16頁第17頁第17頁BACK第18頁第18頁野依良治(日本有機化學家)1938年9月出生于日本兵庫縣蘆屋市，1961年在日本京都大學工學院化學專業(yè)畢業(yè)后留校作助教，1968年到名古屋大學理學院作副專家。1967年獲京都大學博士學位。1969到1970年在美國哈佛大學留學，1972年33歲時成為名古屋大學專家，并擔任該校碩士院理學研究科主任至今。起任

7、日本名古屋大學物質科學研究中心主任。第19頁第19頁第20頁第20頁BACK第21頁第21頁K-巴里-夏普雷斯(美國有機化學家)來自美國加利福尼亞Scripps研究學院。1941年出生于美國賓西法尼亞州費城。1968年獲斯坦福大學博士學位。1990年起，任美國Scripps研究學院化學專家。第22頁第22頁第23頁第23頁BACK第24頁第24頁反應停（酞胺哌啶酮）功效主治：為一個鎮(zhèn)靜劑，對于各型麻風反應如發(fā)熱、結節(jié)紅斑、神經痛、關節(jié)痛、淋巴結腫大等，有一定療效，對結核樣型麻風反應療效稍差。聽說它能在妊娠期控制精神緊張，預防孕婦惡心，并且有安眠作用。BACK第25頁第25頁圖11 (1R, 2S, 5R)-異薄荷醇環(huán)羰基化反應新型不對稱催化反應第26頁第26頁圖12 (1R, 4R)-異檸檬烯羰基化反應 新型不對稱催化反應第27頁第27頁 不對稱還原反應水解反應H生物催化不對稱合成 第28頁第28頁圖13 手性醇?；磻狢ALB-假絲酵母脂酶金屬催