第五十章 一九五八年诺贝尔化学奖获奖者情况介绍 第一节062、获奖者桑格，F.(英国)情况介绍 桑格，F.(Frederick Sanger,l918~),英国生物化学家，由于他发现了胰岛素的 分子结构，并在决定脱氧核糖核酸(DA)的顺序方面作出了贡献，1958年获得诺贝尔化 学奖，时年40岁1980年他又第二次获得诺贝尔化学奖，时年62岁。 【桑格教授的履历】 1918年8月13日生于英格兰西南部格洛斯特夏郡的雷德考布就读于剑桥大学 圣·约翰学院，1939年获得工程学学士学位：1943年获得哲学博士学位：毕业后参加剑 桥医学研究会分子生物学实验室的工作，并担任这个实验室的蛋白质化学部门的负责人： 1951年他成为英国医药协会的会员：1954年被聘为英国皇家学会的会员。 【获奖原因及主要成就】 他对生物化学方面做出的卓越贡献在于研究蛋白质分子结构，特别是胰岛素分子结构 所取得的开创性成果，并且发明了测定脱氧核糖核酸(DNA)顺序的方法。 50年代以前，他的工作主要集中在研究蛋白质的结构，特别是研究测定胰岛素分子 的结构。早在19世纪初期，许多科学家曾从动植物体内分离出一些蛋白质，并开始意识 到这类物质与生命现象有着密切关系，但是并不清楚蛋白质的结构，也无法测定。1920 年，著名有机化学家费雪虽提出过蛋白质多肽结构的学说，认为蛋白质分子是许多氨基酸 以肽键结合而成的长链高分子化合物，但也没有揭示出蛋白质结构的全部奥秘。桑格经过 多年的研究，寻找到一种叫2.4一二硝基氟化苯(FDNB)的化学试剂，这种试剂可以与 氨基酸链的末端发生反应生成一种二硝基苯的衍生物(DNP)，并粘贴在最后一个氨基酸 上，而与另一端则不会发生任何反应，所生成的DP呈现出明亮的金黄颜色，通过色层分 离法和电泳法就能够鉴别出来。这种试剂后来被称为“桑格试剂”。他使用这种方法与马 丁等测定氨基酸含量的纸色谱法结合起来，测定胰岛素分子的精确结构取得了成功。他最 早曾设想胰岛素分子具有四条氨基酸的肽链，后来证实只有两条长链(A和B),这两个 链具有不同的末端基，并通过硫原子桥联接在一起，他对每一个链子分别进行了研究，证 明A链是由21个氨基酸组成的，B链则由30个氨基酸组成。1953年终于弄清了胰岛素的 全部结构，绘出了胰岛素分子精确的结构图。它们的链呈现为直线形状，并由胱氨酸的二 硫键作用（作为两条链之间的桥）连接在一起。他对胰岛素结构的研究，为人工合成胰岛 素开辟了道路，而人工合成胰岛素的成功，则标志着人类在认识生命，揭示生命奥秘的伟 大历程中，又迈进了一大步。 60年代以后，他的工作开始转向核酸方面，致力于对RNA(核糖核酸)和DNA(脱氧 核糖核酸)的结构进行分析研究。DNA顺序是分子生物学中基本的基础结构，DNA分子链 上核苷酸的排列顺序是分子生物学所要解决的一个重要课题。生物遗传信息就存在于DN 的核苷酸序列之中，如果能搞清各种生物的DNA的核苷酸序列，人们对生命活动本质的认 识就会大大前进一步。不过要精确地测定它的排列顺序，并不是一个简单的问题。从某种 意义上说，这是一类比蛋白质更重要，也更复杂的分子，它们都是由四种基本核苷酸按不 同顺序排列组成，由于所含核苷酸数量很大，结构也异常复杂，长期以来一直无法弄清其 96
全部结构情况。他利用酶的生物活性，用生物学的处理方法，正确地确定了RNA中各种碱 基的排列顺序和D中核苷酸的排列顺序。他首先发展了广泛应用的酶解图谱法，利用酶 的切割作用在特定的位置上把RNA切割成很小的碎片，这样就能比较容易地确定RNA上碱 基的顺序。然后他又发明了一种新的更巧妙的方法，称为“直读法”。先把DA的两股链 拆开，用一种限制性核酸酶把它切割成互补的许多小片段，在获得一整套的片段后，再在 超薄的聚丙烯酸胺凝胶上进行电泳、就可以使它们按照长度大小的不同分离开来，分离后 的片段通过同位素标记法就可以 得到精确的鉴定。他用这种方法在1977年成功地测 定了细菌病毒中中X一174DNA分子的全部共5386个核苷酸的排列顺序。这是对一个核酸 分子的结构所进行的最精密的测定。 【获得奖励及荣誉】 1958年美国国家科学院授予他外国名誉院士称号：1966年获得艾尔弗雷德·本藏 奖：1969年获皇家科学协会的皇家奖章：1971年获盖恩德纳基本年度奖：1976年获汉堡 纪念奖
第五十一章一九五九年诺贝尔化学奖获奖者情况介绍 第一节063、获奖者海洛夫斯基，J. (前捷克斯洛伐克)情况介绍 海洛夫斯基，J.(Jarobslav Heyrovsky,1890~1967),前捷克斯洛伐克电化学 家，由于他对极谱学的创立和发展做出的贡献，1959年被授予诺贝尔化学奖，时年69 【海洛夫斯基教授的履历】 1890年12月20日生于布拉格：1910年~1913年就读于伦教大学字宙学院：1915年 应征参加奥匈帝国部队服兵役，在战地医院当药剂师兼X光透视工作：1918年获得查 理·斐迪南大学哲学博士学位；1921年获得伦敦大学理科博士学位：1924年担任理查大 学教授，兼任物理化学研究所所长：1926年在索邦工作；1950年起担任布拉格极谱研究 所（该所1964年改名为“海洛夫斯基研究所”）所长1966年为苏联科学院外籍院士： 1967年3月27日于布拉格逝世，享年77岁。 【获奖原因及主要成就】 他在电化学方面的主要成就和最杰出的贡献是发明了“极普法”。他是极普学的创始 人 在研究铝的电化学过程中，为了解决由于汞柱毛细管作用的异常现象而引起的误差和 影响，他发明创造了一种科学方法，正确地测定出各种物质的分解电位值。他全面地改进 李普曼最初设计的电解槽装置，使用稀释了的铝汞池在溶液中形成一对电极 个滴汞 电极与另一个参比电极。先测出含各种金属盐的电解质的分解电位，然后再测量通过滴汞 电极的电流强度，绘制出电流一电压的变化曲线。通过电流一电压曲线所呈现出的不同特 征的波以及与之相对应的不同电位（现今称极谱波和半波电位），就可以正确地计算出所 含电解质的成分和含量。这种方法可以很精确地测定出电解质溶液中所有的金属离子、非 金属元素和其它各种有机物。1922年，他正式发表了用滴汞电极进行电解的著名论文。 1925年根据这一原理，他与日本著名化学家志方益三合作设计制造了第一台“极谱 仪”。它的结构虽然比较简单，但灵敏度已接近于十万分之一摩尔浓度的水平，他们就用 这台极谱仪记录了铅、锌、镉和硝基苯的极谱图。1938年，他又在原来的基础上对极谱 仪作进一步改进，尝试用阴极射线示波管来代替普通的电流计，使用这种装置不仅适应于 各种交流电压和电流，在直流电压和电流的情况下也同样能够适用，测试结果可以直接从 示波管上显示出来，称为“示波极谱法”。使用这种新的仪器可以使每次测试所用的时间 缩短到以秒为计算单位，不仅速度大大加快，而且结果也更为精确，因而得到更广泛的应 用。为了进一步研究和推广极谱学这门新兴学科，他于1950年创建了极谱研究所，很快 形成了一个布拉格极谱学派，受到世界的瞩目，为传播极谱学作出了贡献。 【获得奖励及荣誉】 他曾获得前捷克斯洛伐克国家一等奖：两次获得前捷克斯洛伐克共和国勋章！ 【主要著作】 《论极谱法在化学中的应用》(1933)：《极谱法》(1941)：《示波极谱仪》 (1943、1953、1959):《极谱分析法的实际应用》(1948、1960)
第五十三章一九六一年诺贝尔化学奖获奖者情况介绍 第一节065、获奖者卡尔文，M.(美国)情况介绍 卡尔文M(Melvin Calvin,1911~1997),美国化学家，由于他在光合作用研究方 面成绩突出，1961年被授予诺贝尔化学奖，时年50岁。 【卡尔文教授的履历】 1911年4月8日生于美国明尼苏达州圣保罗：就读于密执安矿业和技术学院和明尼 苏达大学：1933年一1937年在英国曼彻斯特大学攻读博士研究生：1936年获得博士学 位：1937年~1940年任加利福尼亚大学化学讲师：1941年~1945年任助理教授：1945 年~1947年任副教授：1947年任教授：1946年任劳伦斯放射实验室化学生物动力研究室 主任：1960年任加利福尼亚大学化学生物动态学研究所所长：1967年任劳伦斯放射实验 室副主任：60年代起被选为美国国家科学院院士：伦敦皇家学会会员；1997年逝世，享 年86岁。 【获奖原因及主要成就】 他揭示了植物光合作用机理的最初形式，提出了著名的“卡尔文循环”。他是近代 “络合物化学”的开拓者 他在科学活动方面的主要成就和业绩是推动和发展了“络合物化学”。他在这方面所 进行的系统的研究，被认为是继维而纳（“络合物化学”创始人)之后，推动这个学科向 前发展的重要代表人物之一。他一生中绝大部分的活动都离不开对络合物的研究，特别 是对金属整合物的研究作出了突出贡献，螯合物现已成为络合物化学中最重要、最活跃的 一个分支。这项工作最早是从他在曼彻斯特大学攻读博士研究生时开始的。在测定酞菁结 构的过程中，发现酞菁具有一种十分罕见的独特的空间构造与叶绿素和血红素的结构惊人 地相似，而其性质则要比它们更稳定。这个发现启发他利用这种人工合成物质的高稳定 性，作为研究叶绿素、血红素的一个理想模型。从这项研究中，进一步揭示出：这类化合 物在生物学上是一种非常重要的结构，而且具有卓越的催化功能 一如同叶绿素在植物中 和血红素在人体中所发生的作用一样。从这里就开始了他对络合物化学和络合催化机理的 系列深入研究。 1936年他开始着手多相催化体系的研究，特别着重研究了固体卟啉化合物与酞背之 间多相催化的作用机理。此后，又对络合物的均相催化进行了研究。为了彻底弄清这些化 合物的结构和反应机理，他还深入钻研了有机化学理论方面的许多有关问题，从而发展了 维而纳的络合物化学理论，阐明了各种络合物的本质特征，特别是关π键的理论概念和有 关络合物稳定性的阐释和说明。1952年他出版了《金属整合物的化学》的专著，在国际 学术界获得很高评价，被誉为是近代络合物化学方面的一部权威性著作。 1946年，他受劳伦斯的委托，组织了一个专门研究放射性碳的班子，并由此出发， 开始了对植物光合作用的研究。他们首先发现植物的光合器 一叶绿素类囊体膜具有“半 导体”性质。进而于1957年提出模拟光合作用的设想，制造出一个人造结构模型，并 进行了成功的试验，最后弄清和阐明了植物体内C0:的“同化过程”即二氧化碳通过光能 和生物催化的作用转变为碳水化合物的过程，这个过程现被取名为“卡尔文循环”。这次 101
研究成果揭示了自然界中最基本的生命活动过程，与研究生命起源问题有密切的关联，同 时也为人类有效地利用太阳能开辟了广阔前景。 后来，他曾主持、领导对美国两艘字宙飞船“阿波罗一11号”和“阿波罗一12号” 从月球取回的各种样品的分析、测试和研究工作。 【主要著作】 《碳的同位素》（与海德尔伯格等合著，1941）：《金属整合物的化学原理》（与马 岱尔合著，1952)《碳在光合作用中的活动机理》（与巴沙姆合著，1957）；《碳素化 合物的光合作用》(1962)；《关于化学的进展》(1961,1969)。 102
第五十四章 一九六二年诺贝尔化学奖获奖者情况介绍 第一节066、获奖者肯德鲁，J.C.(英国)情况介绍 肯德鲁J.C.(John Cowdery Kendrew,1917~1997),英国分子生物学家，由于他 完成了对蛋白质精细结构的测定，1962年获得诺贝尔化学奖，时年45岁。 【肯德鲁教授的履历】 1917年3月24日生于英国牛津：1930年~1936年就读于剑桥大学克利夫顿学院： 1936年考取剑桥大学特里尼蒂学院的研究生：1936年留校从事酶动力的研究工作；第 次世界大战时期，曾担任盟国空军总司令科学倾问，被授予空军中校荣誉军衔：1946年 回到剑桥学习：翌年，被选为彼得豪斯学院的研究员，担任剑桥大学分子生物学医学研究 理事会副理事长：1949年获物理学和哲学博士学位：1954年担任伦敦皇家学会戴维 法拉第实验室的高级讲师；1960年成为伦敦皇家学会会员：1962年获得科学博士学位： 从60年代开始他就是英国因防部的首席科学顾问和科学政策理事会成员；他还是《分子 生物学》杂志的创刊人和主编：1997年逝世，享年80岁。 【获奖原因及主要成就】 他成功地揭示了蛋白质分子的原子结构。他的成功促进了蛋白质化学的研究，开辟了 认识酶的作用的道路。 他获得博士学位后，参加了由佩鲁茨主持的分子生物学实验室的工作，开始了他研究 蛋白质结构问题的科学生涯。蛋白质的测定问题，前后差不多经过了半个多世纪，才获得 比较圆满的解决。这不仅因为蛋白质分子具有惊人、庞大的分子量，特别是由于它的原子 之间的结合方式和空间分布排列情况极其精巧和复杂，不是用一般的化学分析方法和常规 的仪器所能解决的。直到许多新的现代化技术和高度精密的仪器问世，才得以逐步得到解 决。他和佩鲁茨在试图测出蛋白质分子更精细结构的过程中，找到一种“重原子渗入”技 术（即把重元素如金、水银等金属的单个原子加进蛋白质的分子中，再进行X射线衍射的 分析试验，能极大提高衍射的效率，从而取得比较清晰的空间结构图)，突破了这个难 关，然后又通过现代电子计算机的运算，最终获得了球蛋白分子的精确的三维空间结构图 “1960年，通过测定出鲸肌红蛋白的精细空间结构和马血红蛋白的空间精细结构， 他们共同揭示出：在组成蛋白质分子的肽链的螺旋区与非螺旋区之间，还存在有三维空间 的不同的排布方式：并且阐朋了形成这类排布方式的原理，主要是由于二硫键的作用，使 得两条相互分立的肽链，或同一条肽链中两个相邻的部位进一步联接在一起。这种结合方 式具有高度专一的特点，各种不同的蛋白质分子都有着各自不同的特殊的结合方式。由于 蛋白质分子的结构形态是不同阶段和不同的层次上先后揭示出来的，因此继蛋白质分子的 “一级结构” “二级结构”之后，称他们测定的螺旋体和散开的肽链在球蛋白分子中盘 来扭去的结合方式为蛋白分子的“三级结构”。他们这项工作的深远意义在于：为广泛地 测定和合成各种蛋白质分子以及其它生物大分子奠定了基础，对发展生物化学和分子生物 学作出了贡献。 【获得奖励及荣誉】 他曾获得英国皇家学会颁发的皇家奖章；美国科学院授予他名誉院士称号 103
《蛋白质和核酸的结构与成份》(1962)。 105
第五十五章一九六三年诺贝尔化学奖获奖者情况介绍 第一节068、获奖者齐格勒，K.(德国)情况介绍 齐格勒K.(Karl Ziegler,1898~1973),德国化学家，由于他发明并改进了用于 高分子聚合的齐格勒催化剂而于1963年获得诺贝尔化学奖，时年65岁。 【齐格勒教授的履历】 1898年11月26日生于德国赫尔萨：1916年进入马尔堡大学学习化学，1920年获有 机化学博士学位：1922年~1925年任马尔堡大学讲师，兼法兰克福大学讲师：1926年到 海德堡大学任教，1927年被聘为化学教授：1936年任哈雷大学化学教授兼化学研究所主 任，后升为校长：1943年被委任为普朗克煤炭研究院院长（原为凯撒·威廉研究院）： 1949年任德国化学学会第一任主席：1969年退休，同年，建立齐格勒基金；1973年8月 12日逝世于德国米尔海姆，享年75岁。 【获奖原因及主要成就】 他发明和制造出“齐格勒一纳塔型”高活性络合催化剂，可以在常温、常压条件下 实现乙烯的聚合反应。他在游离基化学、碱金属有机化合物和某些多元环化合物研究方面 有很深的造诣。他设计建成世界上第一个生产低压聚乙烯的工厂，使高分子合成材料进入 了新的发展阶段。 1922他年在著名化学家卡尔·冯·奥维尔斯指导下进行有机化学的研究。1923年发 现金属一一碳键和碳一碳双键的加成反应。1929年用有机卤化物和金属锂制取有机锂获 得成功。1949年他首先发现具有长链结构的烷基铝可以通过将乙烯分子不断插入铝一碳 键而制备。同时，他用有机碱金属化合物作催化剂，对异戊二烯和丁二烯作聚合实验，取 得重大进展。他是世界上第一个运用加成反应将二烯烃基团直接引入有机锂等化合物取得 成功的科学家。他发表了关于多元环化合物合成的论文，发展了瑞士化学家路茨卡的多元 环酮化合物合成法，提出了“齐格勒环化反应”。其后，又发现了溴反应，合成出许多新 型有机化合物，称为“齐格勒—沃尔反应”。1953年他发现某些过渡金属，如钛和钛 的化合物，在与烷基铝共同使用时，具有强而有效的催化活性，并由此制造出“三乙基 铝一四氯化钛”络合催化剂，这种催化剂能使乙烯在常温常压下进行聚合，称之为“低 压法聚乙烯”，为世界塑料工业的发展开辟了一条新路。低压法聚乙烯与高压法聚乙烯相 比，具有生产成本低、设备投资少、工艺简单等优点。这类被称作“齐格勒 一纳塔型” 催化剂，不仅应用在塑料合成，而且在其它有机合成，如人造橡胶的合成等方面都有广泛 的应用。“齐格勒一纳塔型”催化剂的问世，不仅加速了高分子合成材料工业的发展， 而且对现代石油化工工业的发展起了巨大的推动作用。他也因此而获得1963年诺贝尔化 学奖。此外，他还是一位谆谆善诱的教育家。 【获得奖励及荣誉】 1938年获利比希奖章：1953年获德国化学学会卡尔·杜伊斯堡奖：1955年获法国化 学学会授予的拉瓦西奖章：1964年获英国塑料橡胶研究院授予的斯温伯恩奖章：他还获 得科学技术荣誉勋章；他被哈佛大学、海德堡大学、达姆施塔特大学等授予名誉博士学 位。 106
机化学和有机催化的研究。1957年后他继续进行聚合物科学的研究，研究聚丁烯橡胶聚 合中原子三维排列的完全控制法，还研究了聚合物合成的不对称性。1960年后他研究非 烃单体聚合，如苯并呋喃和乙烯基的聚合。 【获得奖励及荣誉】 1961年获首次合成橡胶工业国际金质奖章：1963年获美国塑料工程学会金质奖章： 获法国化学物理学会授予的珀赖因奖章：获法国化学学会授予的拉瓦西奖章：获英国授予 的珀金奖章：1964年获意大利化学家联合会授予的金质奖章：1969年获苏联科学院授予 的罗蒙诺索夫金质奖章：都灵大学、美因茨大学、热那亚大学、布鲁克莱恩工学院、卢万 大学、比利时大学、巴黎大学等许多大学授予他名誉博士学位：他还是意大利国家科学 院、纽约科学院等许多学术团体的成员和名誉成员。 【主要著作】 《立体规则聚合物和立体定向聚合》(1967)：《立体化学》(1968)：《立体化 学》(1972)。 108
第五十六章一九六四年诺贝尔化学奖获奖者情况介绍 第一节070、获奖者霍奇金（女），D.M.C.(英国)情况介绍 霍奇金（女）D.M.C.(Dorothy Mary Crowfoot Hodgkin,1910~l994),英国化学 家，由于她在抗恶性贫血的生化化合物的基本结构方面的突出贡献于1964年获诺贝尔化 学奖，时年54岁。 【鳖奇金教授的履历】 1910年5月12日生于埃及开罗：1928年进入牛津大学萨默维尔学院学习化学，1932 年获学士学位：同年，到剑桥大学从师贝纳尔攻读结晶学，1934年回牛津大学任矿物学 和结品学化学助教：1937年获博士学位；1956年任该校X射线结晶学高级讲师：1960年 被英国皇家学会授予世界事务会议主席；1977年退休，被牛津大学授予荣誉教授头衔： 994年逝世，享年84岁。 【获奖原因及主要成就】 她使用X射线衍射技术测定出在医学上有重大意义的复杂晶体和大分子的空间结构， 其中包括有青霉素、胰岛素、维生素B等。她还将计算机运用到分析X射线衍射图型， 为复杂高分子的合成开辟了道路。 1928年从师布鲁尔开始X射线在结晶学方面的应用研究，使用X射线分析物质的化 学结构。1933年在贝纳尔的指导下进行X射线对甾醇类物质的研究，首次对胃蛋白酶进 行了X射线衍射照片的研究，研究固醇的结构。她还研究了维生素B、维生素D、性微素 等X射线照片和它们的结构。1934年开始研究胆甾醇的卤素衍生物和胰岛素等复杂大分 子有机物。1941年开始青霉素的研究工作。1937年以关于胆甾醇碘化物的论文获博士学 位。1948年开始对维生素Bz的研究。1949精确地测定了青霉素的分子结构，首次采用X 射线结晶学的方法解析生物化学结构，开创了结晶学的新时代。她还使用计算机来计算电 子云的密度图，以期获得更精确的结果。之后，她又测定了几种生物激素和蛋白酶的结 构，并测定出维生素B的复杂空间构型和构像，为合成维生素B和其它复杂高分子化合 物打开了大门。1956年她公布了对维生素B2的研究成果，阐明了维生素B2的复杂大分子 晶休结构，被誉为X射线结晶学的巨大成就。1957年实现了青莓素的全合成。1958年开 始研究胰岛素三维结构。1969年研究糖尿病的病理特征，阐明胰岛素在减轻糖尿病症状 方面的作用，为治疗糖尿病提供了途径。1972年后继续研究胰岛素分子中肽链形成的问 题，晶休晶格中分子间相互作用力和结合的关系，以及各种抗菌素和克杀汀A、B和S的 结构等。 【获得奖励及荣誉】 1957年获英国皇家学会授予的皇家奖章：1965年获英国皇室授予的荣誉勋章；1976 年获英国皇家学会授予的科普利奖章；1982年获苏联科学院授予的罗蒙诺索夫金质奖 章：她是英因皇家学会、荷兰皇家科学院、美国人文自然科学院、苏联科学院、南斯拉夫 科学院、澳大利亚科学院、加纳科学院、波多黎各科学院等学术团体的成员或荣誉成员： 剑桥大学、哈佛大学、布朗大学、利兹大学、曼彻斯特大学、加纳大学、芝加哥大学、苏 塞克斯大学等许多大学授予她名誉博士学位。 109