近五年诺贝尔化学奖.ppt

,诺贝尔,1.你了解诺贝尔多少？ 2.诺贝尔奖的由来 3.近五年诺贝尔化学奖获得者 及其成就 4.我的启发,阿尔弗雷德贝恩哈德诺贝尔,瑞典化学家、工程师和实业家,诺贝 奖基金的创立人。1833年10月21日出 生于斯德哥尔摩。母亲是以发现淋巴管 （约1653年）而成为著名的瑞典博物学家鲁德贝克的后裔。他从父亲伊曼纽尔诺贝尔那里,学习了工程学基础，也像父亲一样具有发明才能。诺贝尔一家于1842年离开斯德哥尔摩,同当时正在圣彼得堡的父亲团聚。,诺贝尔一生在死神的威胁下为人类向大自然索取动力，在讲述自己一生的科学技术成就时他只用了简短的几句话“本文作者生于1833年10月21日，他学问从家庭教师处得来，从没有进过高等学校。他特别致力于应用化学的研究，生平所发明的炸药有：猛炸药、无烟火药、巴立斯梯或称C89号，1884年加入瑞典皇家科学会、伦敦的皇家学会和巴黎的土木工程师学会。1880年得瑞典国王创议颁发的科学勋章，又得到法国大勋章。”,诺贝尔奖是由瑞典科学家诺贝尔设立的。诺贝尔一生都是在炸药研究中度过的，终生未婚。他的一生共获得355项创造发明的专利权。诺贝尔研制炸药的目的是为了民用，但是，后来被人用于战争，使成千上万人死于非命，诺贝尔十分痛心。他在晚年决定拿出巨额财产中的大部分，设立基金，用每年的利息作为奖金，奖励给那些为科学、文学、和平 等事业作出杰出贡献的人。,2006年诺贝尔化学奖 得主：罗杰科恩伯格（美） （ Roger D. Kornberg） 成就：真核转录的分子基础,科恩伯格成为第一个成功地将脱氧核糖核酸（DNA）的复制过程捕捉未来的科学家，评委会称他的获奖真正体现了诺贝 尔遗言中所说 的“授予一项非常重要的化学发现”。基因中遗 传信息的转录和复制是地球上所有生物生存和发展必然经历的过程，科恩伯格教授有关真核转录的研究,第一次将基因的这一转录过程细致地描述下来，使了解基因的转录过程成为可能。了解基因转录在医学研究中起着决定性的作用，例如可以对致病基因进行干预，也可以创造新的抗生素。目前，基因转录的技术广泛应用在基因研究的实验室中。对于所有生命来说，转录都是必需的。科恩伯格对这一机制的详细描述，正是阿尔弗雷德诺贝尔在其遗嘱中所提到的“最重要的化学发现。”,瑞典皇家科学院在颁奖文告中称，为了让我们的人体能够应用存储在基因里的信息，首先要进行信息备份并传送至细胞的外层，这一备份信息被用作生产蛋白质的指示，正是蛋白质轮流构建了生物和生物体的运行。这种信息备份的过程被称作转录。罗杰科恩伯格是首位在分子基础上展示真核(这种生物体的细胞有成形的细胞核)转录过程是如何运行的科学家。包括我们在内的哺乳动物都可归入这一生物群。科恩伯格的贡献是他制作了详细的检晶仪图片，形容了真核细胞转录 的整个运传情况。,2007年诺贝尔化学奖 得主：格哈德埃特尔（德） (Gerhard Ertl) 成就：表面化学的突破性研究,1936年出生于德国的Bad Cannstadt。1965年于德国慕尼黑工业大学获得物理化学博士学位。现为德国马普弗利兹-哈伯研究所的退休教授。2007年诺贝尔化学奖表彰的是表面化学的突破性研究。这个领域对化工产业影响巨大，物质接触表面发生的化学反应对工业生产运作至关重要。同时，表面化学研究有助于我们理解各种不同的过程，比如为何铁会生锈，燃料电池如何发挥作用以及我们汽车中加入的催化剂如何工作。表面化学研究甚至可以解释臭氧层的破坏。此外，半导体产业的发展与表面化学研究也是息息相关。得利于半导体行业的发展，表面化学从20世纪60年代开始Gerhard Ertl是最初觉察到这种新技术潜力的科学家之一。通过逐步的实验研究，他为表面化学开创了一种新的研究方法，即怎样用不同的实验步骤来描绘出一个完整的表面反应画面。这种方法需要高真空的实验装备，目的是用来观测单层原子和分子在金属等材料极纯表面上发生的行为。只有这样，才能测定到底哪种元素能够进入系统，而污染会损害所有的测量。正因如此，成功实验这一方法需要高度的精确性，以及将许多不同的实验技巧结合起来的能力。,Gerhard Ertl开创了一种全新的实验学派， 证明了即使在如此高难度的领域也可以得到可靠的结果。他的远见卓识为现代表面化学研究奠定了基础。他的方法论不仅仅被应用于学术研究，还包括化学过程相关产业的发展。尤其值得一提的是，Gerhard Ertl开发的人造肥料制造方法不仅仅基于他对哈伯博施法（Haber-Bosch process，用氢和从空气中提取的氮来直接合成人造肥料中包含的氨）的研究，他同时利用铁的表面作为催化剂。这一成果带来了难以估量的经济效益，因为通常作物对氮的利用率十分有限。此外，Ertl还研究了一氧化碳在铂表面催化下的氧化反应，现在汽车中利用催化剂实现一氧化碳的清洁排放正是基于该项研究的成果。,Gerhard Ertl,2008年诺贝尔化学奖 得主：下村修（日） 马丁沙尔菲（美） 钱永健（美籍华人） 成就：绿色荧光蛋白,2008年诺贝尔化学奖由日本科学家下村修、美国科学家马丁沙尔菲和美籍华裔科学家钱永健获得，是因为他们发现和研究绿色荧光蛋白（GFP）方面做出重大贡献。 今年的诺贝尔化学奖用于奖励对GFP的原始发现及系列的重要发展，绿色荧光蛋白是研究当今生物学的重要标示工具，发光标记有助科学家能够观察蛋白的运动、位置以及相互作用，借助GFP的“指南针”作用，科学家已经研究出监控神经细胞生长过程的方法，实时观测细胞分子的活动。 华裔科学家钱永健祖籍浙江，1952年出生于纽约的著名“科学世家”，是中国导弹之父钱学森的堂侄，现当选美国科学院院士和医学院院士，至今已有七位华人获得诺贝尔科学奖。,绿色荧光蛋白(GFP)（蛋白质编号1gfl），是从一种生活在北太平洋寒冷水域的水母体内发现的。这种水母体内含有一种生物发光蛋白质aequorin，它本身发蓝光。GFP能把这种光转变成绿色，也就是当水母容光焕发的时候我们实际看到的颜色。GFP的纯溶液在典型的室光下呈黄色，但是当被拿到户外的阳光下时，它会发出鲜绿的颜色。这种蛋白质从阳光中吸收紫外光，然后以能量较低的绿光形式发射出来。绿色荧光蛋白质可以帮助科学家了解细胞如何工作，这种神奇的蛋白质是当代生物化学研究的最为重要的工具之一。 利用绿色荧光蛋白，研究人员可以使用多种技术来跟踪动物器官的工作机理。可以跟踪癌细胞和大脑细胞的组织活动。这些都给人类带来了不可估量的作用，为人类解决医学难题提供了宝贵的信息。因为它能够使我们直接看到细胞内部的运动情况。你只需要用紫外光去照射，这时所有的GFP都将发出鲜艳的绿色。比如，你可以把它连接到一种病毒上。然后，随着病毒在宿主体内不断扩散，你就可以通过跟踪发出的绿光来观察病毒的扩散途径；或者你把它接合到一种蛋白质上并通过显微镜观察它在细胞内部的移动。,含有荧光蛋白的水母 GFP自己的发色团 具有荧光蛋白的昆虫 跟踪绿光观察病毒的扩散途径 跟踪大脑细胞的活动 含有绿色荧光蛋白的兔子,2009年诺贝尔化学奖 得主：文卡特拉曼拉马克里西南（美） 托马斯施泰茨（美） 阿达约纳特（以色列） 成就：对核糖体的突破研究,两名美国科学家和一名以色列女科学家10月7日因对细胞内的“蛋白质制造工厂”核糖体的结构和功能的研究成果卓著而获得今年的诺贝尔化学奖，这也是1964年以来首次有女科学家摘得诺贝尔化学奖桂冠。 瑞典皇家科学院常任秘书贡诺厄奎斯特7日在斯德哥尔摩宣读了获奖者名单。他说，美国科学家文卡特拉曼拉马克里希南、托马斯施泰茨和以色列女科学家阿达约纳特分别采用射线晶体学方法，绘制出核糖体的三维模型，不仅让我们知晓了核糖体的“外貌”，而且在原子层面上揭示了核糖体功能的机理。 厄奎斯特说，认识核糖体内在工作的机理，对于科学理解生命非常重要。现在，这些模型已被用于研发新的抗生素，帮助减轻人类的病痛，拯救生命等方面。 约纳特在接受媒体现场电话连线采访时表示，获悉这一消息时她非常高兴，她从来没想到自己能获此殊荣。她说，虽然自己的研究成果在生命科学中很重要，但仍有 许多未解之谜等待科学家 们继续寻找答案。,2010诺贝尔化学奖 得主：理查德赫克（美） 根岸英一、铃木章（日） 成就：钯催化交叉偶联反应,理查德赫克（Richard F.Herk）,20世纪80年代末，在加勒比海33米的深处，潜水员们 发现了一种生物海生海绵Discodermia dissoluta。这些小生物看起来很原始：没有眼睛、嘴巴、胃和骨骼，而且不能移动。然而，正是这种不能逃离敌人的能力让它们成为自然界的化学大师。它们有非凡的能力产生大且复杂的有毒化学分子，保护自己免受敌人侵扰。 研究人员发现，海绵产生的毒性大分子有治病能力：它们能像抗菌素、抗病毒或抗炎症药物一样发挥作用。实验室测试显示：二氟亚甲基（Discodermia）能停止试管中癌细胞的生长。这真是激动人心！ 然而，如果没有今年诺贝尔化学奖获得者们的工作，海绵的故事可能就到此为止了，因为药物的开发不可能仅仅依赖于采自加勒比海深海处的少量海绵。 瑞典皇家科学院在颁奖词中说，借助工具手册上的赫克反应、根岸反应和铃木反应，化学家们合成出海绵，根岸反应则是这个合成中的中心步骤。其他的科学家优化了这个过程，获得足够量的海绵，开始了对人类癌症治疗的临床试验。,碳碳相联的碳基是生命化学的基础，生命体内所有的组织和器官是由或多或少的碳基骨架构成，这对化学家来说是很重要的，以至在近一个世纪的时间内，有关碳基的研究获得了6次诺贝尔奖,它们是1912年的格利雅反应、1950年的狄尔斯阿尔德反应、1979年的维帝希反应、2005年的烯烃反应，以及今年的赫克反应、根岸反应和铃木反应。 碳基非常稳定，化学家的任务则是削弱这种联接，让碳原子更容易和别的碳原子发生反应。1912年，法国化学家维克多格林尼雅发现，将两个碳原子放在镁原子上，碳基键会被消弱，碳原子因此更容易和别的碳原子发生反应，这个反应被称为格利雅反应，化学家们可以用它来合成简单的有机分子了。 50多年后，美国化学家理查德赫克着手研究这个问题，这源于工业界的激发。20世纪50年代，德国瓦克化学集团开始用钯原子作为媒介，将乙烯输送到乙醛上，生产用于油漆和醋酸等的化工原料。当世界各地的化学工业界对瓦克过程的成功产生深厚兴趣时，理查德赫克正在美国特拉华州的一个化学公司工作，他开始尝试用钯作为催化剂的实验，在削弱碳基键的同时让它们更精确地产生反应。,根岸英一,一个世纪的努力,1968年，赫克在美国化学会期刊上发表一系列论文，介绍了将钯作 为核心成分引导碳原子组合在一起的新化学反应，但这种方法的缺点是要用 到昂贵的钯盐。日本化学家沟吕木努（Tsutomu Mizoroki）对赫克的方法进行了改进，新方法被称为赫克或沟吕木努赫克反应。不幸的是，沟吕木努因癌症在1980年去世。 在从公司转到特拉华大学工作后，赫克又改进了沟吕木努的方法，他用一种名为烯烃的化合物代替格利雅试剂作为标记分子，在略微激活碳基时将它带到钯上，让它更容易与其他碳原子产生反应，这是一种更实际和更精确的方法。如今，赫克反应是创建碳原子间单键链接的最重要方法之一，被用于止痛药萘普生（naproxen）、哮喘药孟鲁司特等的大规模生产。 1977年，美国普渡大学化学家根岸英一在用锌化合物替代格利雅试剂后，发现锌原子不仅能将碳原子带到钯原子上，而且还使碳原子更不活泼，当碳原子在钯上相遇时，它们就能更精确地发生反应。两年后，日本北海道大学化学家铃木章发现，硼原子比锌有更好的效果，能在更低温度用更少溶剂生产化合物，降低了成本并减少了废料。如今，铃木章反应被广泛用于商业（成千吨）农作物杀菌剂的生产。“钯有一种神奇的物质：联结两种碳原子、让它们在温和的条件下靠近并发生反应。”诺贝尔化学奖评审委员会主席拉斯席兰德说，“然而，直到1990年，人们才开始真正意识到这是多么伟大！之后的发展就非常快了。” 如今，赫克反应、根岸反应和铃木反应成为化学家们的重要工具。一个最受瞩目的例子是，化学家在试管中利用钯催化交叉偶联反应创建水螅毒素（palytoxin），这种自然界生产的毒素于1972年首次从夏威夷的珊瑚中分离出来，它是化学中的“恐龙”：有129个碳原子、223个氢原子、3个氮原子和54个氧原子。1994年，借助于铃木反应，科学家们成功合成了这个巨型分子。,铃木章,一样的荣誉,美国化学家理查德赫克可能有些伤感。他获奖后说，“这是个圆满的结局”，话里有话。虽然他的贡献巨大，在科技界和社会上得到的认同却来得有些晚。他在作完这项研究后，连美国自然科学基金都没有申请成功，一度被迫离开科学界。因他的工作在社会上的影响日益增大，后来才被邀请到处讲学。最终，诺贝尔奖为他圆梦。 根岸英一对学生十分严厉，没有美国学生，学生主要来自中国、日本和俄罗斯。他的学生可能有一半无法取得博士文凭。有一次，谭泽与他签订的合同将要到期了，试探着问下一步什么时候有可能再签，根岸英一说，“你什么时候做完课题什么时候续签！”研究工作何时能有头呢？谭泽只有郁闷。谭泽说，做他的学生很幸福也很不幸。从严格意义上讲，可以认真扎实做事情，从人的承受力看，压力太大，所以美国人不会给他做学生，一般人都很难承受他的压力。然而，谭泽说，跟随根岸英一的这些年受到了很多潜移默化的影响，他的一些 观念和行动也无形地影响着