有机波谱分析课件：第一章 绪论

1、绪 论有机波谱分析教材： 波谱学原理及解析，常建华等主编（第二版），科学出版社，2006。推荐参考书： 1.有机化合物结构鉴定与有机波谱学 ，宁永成编著，科学，2000。 2.有机化合物的波谱分析，姚新生等编，人民卫生出版社，1981。 3. 唐恢同，有机化合物的光谱鉴定，北京大学出版社，1992年4、范康年，谱学导论，高等教育出版社，20015、 李润卿，范国梁，渠荣遴，有机结构波谱分析，天津大学出版社，2002年 6、 荣国斌译，E. Pretsch, et.al., 波谱数据表有机化合物的结构解析，华东理工大学出版社，2002年 7、张华，现代有机波谱分析学习指导与综合练习，化学工业出版

2、社，2007年一、课程简介 波谱分析教程是药学、化学、应用化学及相关专业学生必修的学科基础课之一，学分为2，总学时为32。本课程主要讲授内容包括：1. 绪论 （2学时）2. 紫外光谱（4学时）；3. 红外光谱（6学时） ； 4. 核磁共振（氢谱和碳谱，12学时）；5. 质谱（6学时） ； 6. 多谱综合解析（2学时） 。 第一章 绪论 前言： 有机化合物的结构表征(即测定) 从分子水平认识物质的基本手段，是有机化学的重要组成部分。18世纪天平的应用定量研究19世纪初期的原子学说、原子分子论和19世纪中期原子价学说、化学结构理论、元素周期率分子结构理论基础19世纪后半叶的质量作用定律和化学反应动

3、力学有机化合物系统鉴定法（定量分析、反应平衡、溶解平衡、颜色反应、降解、合成）波谱学的理论基础：20世纪Planck的量子理论 Bohr的氢原子模型 Kssel、Lewis的原子价电子理论 初等量子论1905年Einstein的相对论光的波粒二相性 de Broglie的波动方程物质（电子）的波粒二相性1926年Schrdinger量子力学方程电子等微观物质的运动状态及能级和能级跃迁选律的概念1927年Heitler、London创立量子化学，建立共价键的价键方法1928年Mulliken的分子轨道理论 Pauling的价键理论和杂化轨道理论 Hckel的简化分子轨道理论 多原子分子结构的构型

4、和键的离域20世纪50年代起Woodward-Hoffman的轨道对称守恒原理 Fukui-Hoffman的前线轨道理论 协同反应中化学反应的方向、产物的立体 选择性与轨道对称性的关系 一、有机化合物结构测定的经典方法（有机化合物系统鉴定法） 20世纪中期以前，主要依靠化学方法进行有机化合物的结构测定，其基本过程是：其缺点是：费时、费力、费钱，需要的样品量大。例如：鸦片中吗啡碱结构的测定，从1803年开始研究，直至1952年才完全阐明，历时149年。 1803年从鸦片中离析得到纯品；1881年从吗啡的锌粉蒸馏得到菲；1925年Gulland和Robinson提出吗啡 分子的结构式；195219

5、56年完成吗啡的全合成。二、波谱分析 20世纪中期以后，进入以仪器（光谱）分析为主，经典化学方法为辅的阶段。现在有机化合物的结构测定所采用现代仪器分析法，其特点是： 样品用量少，仅需毫克级甚至微克级纯样；分析方法多为非破坏性过程（质谱除外）；分析速度快。例如：蛇根草中利血平结构的测定，从1952年离析出纯品，到1956Woodward等用轨道对称性完成合成，历时不到5年。 利血平 波谱分析方法不仅可以研究分子的结构，而且还能探索到分子间各种集聚态的结构构型和构象的状况，对人类所面临的生命科学、材料科学的发展，是极其重要的。非典的冠状病毒的测定对有机化合物的结构表征应用最为广泛的是：紫外光谱(u

6、ltraviolet spectroscopy 缩写为UV)红外光谱(infrared spectroscopy 缩写为IR)核磁共振谱(nuclear magnetic resonance 缩写为NMR) 质谱(mass spectroscopy 缩写为MS)？苯丙烯酸的低分辨质谱、红外、60MHz核磁、紫外光谱“四谱”的产生？三.有机波谱引论1.光的本质 光是一种电磁波，具有波粒二相性。波动性：可用波长( )、频率(v )和波数( )来描述。 按量子力学，其关系为： 微粒性：可用光量子的能量来描述： 分子吸收电磁波，从低能级跃迁到高能级，其吸收光的频率与吸收能量的关系。由此可见，与E，v

7、成反比，即 ，v(每秒的振动次数)，E。2.分子运动形式及对应的光谱范围(P2) 在分子光谱中，根据电磁波的波长 ()划分为几个不同的区域，如下图所示： 3.分子的总能量由以下几种能量组成：4.“四谱”的产生带电物质粒子的质量谱（MS） 电子：电子能级跃迁（UV）分子 原子 核自旋能级的跃迁（NMR） 振动能级（IR）四.不饱和度（unsaturated number） （index of hydrogen deficiency） 根据分子式计算不饱和度，其经验公式为： 式中：代表不饱和度；n1、n3、n4分别代表分 子中一价、三价和四价原子的数目。 双键及饱和环状结构的为1、三键为2、苯环为

8、4。说明：（1）元素化合价不分正负，也不论何种元素，只按价分 类计算。（如C、Si；H、Cl） （2）元素化合价应按其在化合物中实际提供的成键电子数计算。（3）对含有变价元素，如S、N、P等化合物，不防对每种可能化合价都作一次不饱和度的计算；然后根据波谱证据取舍之。（4）二价原子数目不直接进入计算式。式中n5代表分子式中五价原子的数目。波谱实验样品的准备根据样品的不同来源、不同性质、不同纯度、不同杂 质组分以及不同波谱测定目的作样品的准备工作。1.样品量（1）首先取决于波谱法的检测灵敏度。MS（10-12g)、UV(10-6g）、IR、NMR(几毫克）（2）与测定目的有关。定量分析比定性鉴定需

9、要的量要多，以保证称量误差 在一定范围内。（3）与样品分子结构有关。 相对分子质量大的样品需要的量也多。另外被检测对象信号的大小也制约着取样量。（4）在UV、IR、NMR中使用微量测定装置可减少样品量。2. 样品的纯度 影响鉴定结果准确程度的关键是被测物的纯度。 综合使用物理常数测定和色谱分析两种方法：（1） 通过物理常数测定判定样品纯度 固体样测定熔点。 纯样品有固定的熔点和小的熔程。 纯固体物质熔程 0.5 。 液体样测定沸点和折光率。 纯样品有固定的沸点和折光率、小的沸点范围。（2）色谱法在样品纯度检验中的应用 色谱法是常用的样品纯度检验手段之一，和物理常数测 定结合使用。 GC、HPL

10、C、TLC是常用的手段。 六 波谱分析与诺贝尔化学奖 诺贝尔奖享有世界荣誉：设有物理、化学、生物或医学、文学和和平五项奖。1901年，瑞典皇家科学学院成立，根据诺贝尔遗愿，诺贝尔奖金委员会首次颁奖。迄今为止，诺贝尔奖的颁发已有一百多年的历史了。期间共颁发化学奖100多次，8年因第一、二次世界大战末颁奖。 从最近几十年来诺贝尔化学奖颁奖的情况来看，化学科学逐渐出现了和生命科学相融合的趋势。在20世纪的最后25年里，诺贝尔化学奖有三分之一左右给予化学与分子生物学领域研究的成果。其中大部分获得项目往往直接或间接地在波谱分析方面获得了突破，可以说谁掌握了这一领域内的最先进的理论和实验技能并能充分利用它

11、，谁就有可能在这一领域处于领先地位，如： 2002年诺贝尔化学奖由在质谱和核磁共振这两个重要领域的科学家们分享。获奖者，质谱领域的JohnBFenn(芬恩) 和Koichi Tanaka(田中耕一)，核磁共振领域的Kort Wuthrich，为生物化学领域进一步发展作出了贡献。把波谱分析测试手段和设计合成方法应用于生命科学领域中的物质组成和结构的分析、新物质的设计与合成以及生命活动的反应机理的研究，将化学科学理论、技术和生命科学技术、应用逐步融合，将是未来一个非常重要的趋势和这两个学科发展的必然导向。 2002年诺贝尔化学奖简介 瑞典皇家科学院于2002年10月9日宣布，将2002年诺贝尔化学

12、奖授予美国科学家约翰芬恩(John BFenn)、日本科学家田中耕一(Koichi Tanaka)和瑞士科学家库尔特维特里希(Kurt Wuthrich)，以表彰他们发明了识别和分析生物大分子结构的方法即在质谱和核磁共振方面的贡献。 生物大分子革命性的分析方法为什么要研究生物大分子? 所有活的有机体细菌，植物和动物都包含有相同类型的大分子，这些大分子承担着我们所称之为生命现象的活动。细胞内发生的活动由核酸(如DNA)控制，核酸可以称之为细胞的指挥者，同时各种蛋白质是细胞内活动的最主要的参与者。每种蛋白质都具有各自生物功能，并可能会随着所处环境的变化而改变。例如血红蛋白的功能是给身体中所有的细胞

13、运送氧气。 蛋白质研究本身并不新鲜，但是，蛋白质组学，如研究不同的蛋白质和其他物质在细胞中怎样相互作用，是一个比较新的研究领域，在最近几年里发展很快。随着越来越多有机体基因序列作图的完成及研究前沿的不断推进，新的问题出现了：人的3万多个基因是怎样编码成千上万种不同的蛋白质的。如果一个基因受到损害或丢失会发生什么情况?老年痴呆症或疯牛病这样的疾病是怎样产生的?能否用新的化学物质更迅速地诊断及治疗那些正在威胁人类的疾病。为了能够解决这样一些问题，化学家们一直不断地探求更多的有关蛋白质的知识，以及它们之间，它们和细胞中其他分子是如何共同发挥功能的。这是因为蛋白质结构上的微小的变化会决定他们的功能。质

14、谱鉴定分子的方法 质谱是根据质量迅速鉴定一个物质。这一技术很久以来被化学家们用来分析小分子和中等大小的分子，这个方法非常灵敏，以至于每种含量极微的分子都有可能被检测到。毒品和药物的检测，食品控制和环境分析都是目前常规使用质谱技术的领域。 质谱技术早在十九世纪末就出现了，最早用于小分子分析是由 Joseph J. Thompson 在1912年报道的。二十世纪有许多诺贝尔奖直接依赖于质谱分析。例如，Harold Urey 发现氘(获得1934年诺贝尔化学奖)，富勒烯，“足球碳”的发现使Robert Carl, Sir Harold Kroto和 Richard Smalley 获得1996年诺贝

15、尔化学奖。 将质谱用于大分子分析这一目标同样长期吸引着科学家们。二十世纪70年代，在气相中将大分子转化为离子获得了许多成功，这种技术称为“解吸”技术，形成了在过去二十年里这一领域革命的基础。 大分子相对于其它分子来说或许是大的，但是在这里我们还是认为它具有小的不可思议的结构。例如血红蛋白分子，它的质量是10-19克，如何去称这么小的重量。秘诀就是使单个的蛋白质分子与其它分子分离，扩散成一簇自由飞行，带电的蛋白质离子。接下来测量这些离子的质量并因此而鉴定这个蛋白质的常用方法是让它们在一个真空室内加速并测量它们的飞行时间。它们按顺序到达目的地，这一顺序是由它们的电荷和它们的质量决定的，最快到达的是

16、那些最轻的，带有最高电荷的离子。 目前，有两种原理可以使蛋白质在不破环结构和构型的状态下转移到气相，正是这些方法背后的发现将要共同获得诺贝尔化学奖金的一半。其中一个由John BFenn 发明的方法中，样品由很强的电场导致喷雾并产生小的，带电荷的自由飞行的离子。另一种方法是用一束强激光脉冲使样品离子化。如果处在合适的条件下(如能量，样品的结构和化学环境)，分子吸收部分激光脉冲能量并成为自由离子被释放。第一个表明这种“软激光解吸”现象可能被用于分析蛋白质这样的大分子的是Koichi Tanaka。 John BFenn的贡献：(通过喷雾飞行)在1988年，John BFenn发表了两篇有关大分子

17、的电喷雾现象的论文，对质谱技术具有突破性意义。在第一篇论文里，对未知质量的聚乙二醇的分析表明这一方法可以使大分子带高电荷。第二篇文章报道了用这一方法分析中等大小的完整蛋白质。离子的产生是通过电场使样品喷雾形成带电液滴，随着水分子逐渐从液滴蒸发，仅留下“光秃秃”自由飞行的蛋白质分子。这一方法被称为电喷雾离子化(ESI)。 当分子带有很强的电荷时，质量电荷比变得很小，这样该物质就可以用普通的质谱仪进行分析。另一个好处是同一个分子会产生一系列峰，因为每一个峰都带有不同数目的电荷。虽然这一复杂的谱图在最初使研究者深感迷惑，但它给出的信息使鉴定更容易了。 Tanaka的贡献：(通过爆破飞行) 与此同时，

18、在日本京都岛津仪器公司，一个年轻的日本工程师报道了一种完全不同的技术进行了这一研究。即在1987年的一个讨论会及1988年发表的论文中，表述了蛋白质分子应该可以通过软激光解吸(SLD)的方法被离子化。一束激光脉冲打在样品上，与喷雾的方法不同，样品是处在固相或粘液相中，当样品从激光脉冲中吸收能量，被爆破成很小的单位，分子一个接一个被释放，以带低电荷的完整的分子离子形式飞行，这些离子被一个电场加速并用上面提到的记录它们的飞行时间的方式检测。Tanaka第一个报道了激光技术对生物大分子分析应用的可能性。这一原理是今天多种有力的激光解吸方法的基础，特别是简称为MALDI(基质辅助激光解吸离子化)，SE

19、LDI(表面增强激光解吸离子化)，DLOS(直接芯片离子化)的技术。应用：电喷雾离子化和软激光解吸都有许多应用领域。复杂的生化分析在几年前还只是梦想，而现在已经成为可能。研究蛋白质的相互作用对了解生命中的信号系统是非常重要的，这种非共价生物分子复合物可用 ESI 分析，这一方法在速度，灵敏度和鉴别实际的相互作用方面都优于其他方法，使得这一技术迅速在世界各地的实验室传播。今天，软激光解吸(以MALDI的形式)和电喷雾已经成为多肽，蛋白质和糖结构分析的标准方法。这使得迅速分析完整细胞和活组织中的蛋白质成为可能。下面一些当前研究领域内的例子描绘了今年诺贝尔奖产生的应用的多样性。包括：药物开发： 药物

20、开发的早期阶段已经发生了变化。与液相分离相结合 ESIMS使每天分析几百个物质成为可能。疟疾： 科学家最近发现了研究疟疾传播的新方法。由于软激光解吸方法的出现使早期诊断成为可能，在这里携氧的血红蛋白被用来吸收激光脉冲能量。食品控制： ESI 技术同样使小分子分析向前发展，我们已经知道我们所吃的食品的制备过程会产生许多对健康有害的物质，例如丙烯酰胺会导致癌症。使用质谱技术，食品在各种不同的生产阶段都可以进行分析，通过改变温度和配方，有害物质可以被避免或减少。期诊断的新方法的报道。核磁共振在生物大分子中的应用 质谱能够回答诸如“是什么”和“有多少种”蛋白质这样的问题，而核磁共振则回答这种蛋白质“是

21、什么样子”的问题。对任何一种显微镜而言，即使是最大的蛋白质都显得太小而不能获得足够的分辨率。因此，要想能够获得一个蛋白质真正的图像，必须采用其他手段。核磁共振就是这样一种方法。通过对核磁共振谱图中的谱峰进行解释，人们可以得到所研究的分子的三维结构。核磁共振所用的样品是处于溶液状态，类似于蛋白质在细胞内的环境。 早在1945年，物理学家 Felix 和 Edward Purcell 就发现把有些原子核放在强磁场下，由于所谓核自旋的作用，它们能够吸收特定波长的电磁波，即发生共振。这项发现使他们赢得了1952年的诺贝尔物理学奖。随后，人们发现核共振的频率不仅依赖于磁场的强度和原子类别，还依赖于原子所

22、处的环境。而且，不同核的核自旋能够相互影响，从而产生精细结构，即在核磁共振谱图中产生更多的谱峰。最初，核磁共振的应用受到其低灵敏度的限制，因而需要浓度极高的样品。但是在1966年，瑞士化学家Richard Ernst(1991年诺贝尔化学奖得主)认为，如果用非常短而强的射频脉冲来照射样品，以取代缓慢改变照射频率的方法，将会极大地提高灵敏度。 在上世纪70年代，他还在发展核磁共振方法学上作出了贡献，如寻找怎样确定分子中相邻核(例如由化学键相连的原子)的方法。通过对核磁共振谱图中的信号进行解释，人们能够获得分子结构的信息。这种方法被成功地应用于小分子。但对大分子而言，要想将不同原子核的共振信号区分

23、开来是非常困难的。一张大分子的核磁共振谱图有数干个谱峰，看起来就象一片片的草坪，根本不能确定哪个峰属于哪个原子。最终解决这个问题的科学家是瑞士的化学家Kurt Wuthrich。 Kurt Wuthrich 使核磁共振应用于蛋白质成为可能在上个世纪80年代初， Kurt Wuthrich发展了一套怎样将核磁共振方法延伸到生物大分子领域的思路。他发明了一套系统方法，将每一个核磁共振信号与大分子中的氢核(质子)一一对应起来。这种方法叫做“序列指认”，目前已经成为所有核磁共振结构研究的基石。他还指出了怎样能够在大量质子中确定每一对质子间的距离。利用这些信息，通过基于距离几何的一种数学方法，就能够计算

24、分子的三维结构。1985年，利用Kurt Wuthrich 的方法确定了第一个蛋白质的结构。到目前为止，在上万个已知的蛋白质结构中，有大约1520的结构是由核磁共振方法确定的。其他的结构则主要是由X射线晶体学方法确定的，只有有很少几个是由其它方法如电子衍射或中子衍射确定的。 在许多方面，核磁共振都能对X射线晶体学结构测定进行补充。如果对同一种蛋白质用两种方法进行研究，一种在溶液状态，一种在结晶状态，通常可以得到相同的结果，只是在一些受环境影响的表面区域二者有不同。这些区域在晶体中受到紧密堆积的临近蛋白质分子的影响，而在溶液中则受到周围溶剂分子的影响。X射线晶体学的能力体现在能够精确测定相当大的

25、分子的三维结构，而核磁共振则有另外一些独特的优势。在溶液中进行研究就意味着可以模拟生理条件。核磁共振的一项特殊能力就是可以研究分子中无结构的和非常活动的部分，因而可以阐明分子的运动性，动力学以及这些特性在蛋白质链中各部分的差异。 对蛋白质进行稳定同位素标记也有助于确定分子结构。用核磁共振确定的蛋白质结构的一个例子就是：与一系列危险疾病(如疯牛病)的发展相关的阮病毒蛋白( Stanley Prusiner 因此获得1997年诺贝尔医学奖)。和他的同事们利用核磁共振对该蛋白的研究结果表明，正常形态的阮病毒蛋白由两部分构成。在水溶液中，其中大约一半的蛋白链形成一个有序的、相当刚性的三维结构，而另一半

26、则没有任何结构而且非常活动。核磁共振还能用来研究其它生物大分子如 DNA和 RNA 的结构和动力学。 在制药工业中，核磁共振还被用来确定潜在靶蛋白质分子的结构和性质。新设计的药物分子要能够与蛋白质的结构相配合，就象钥匙和锁那样。也许核磁共振在工业中最重要的用途是用来寻找能够与指定生物大分子相互作用的潜在小分子药物。如果小分子能够与大分子作用，那么大分子的核磁共振谱图通常就会发生变化。用这种方法可以在新药研发的早期对大量的候选药物分子进行“筛选”。 波谱分析与诺贝尔化学奖 我们把100多年来诺贝尔化学奖的获奖项目进行了分类整理和统计分析，直接或间接地与波谱分析相关的获奖项目如下： 从中可以看到波

27、谱分析在化学、生物研究领域内的发展中的作用。 1902 HERMANN EMIL FISCHER (1852-1919,德国柏林大学)他在糖和嘌呤衍生物合成上的特殊贡献得到认可。 1907 EDUARD BUCHNER (1860-1917,德国柏林农业大学)因为他的生物化学研究和发现无细胞发酵现象。 1915 RICHARD MARTIN WILLSTATTER (1872-1942,德国慕尼黑大学)因为他在植物色素，特别是叶绿素方面的研究 1918 FRITZ HABER (1868-1934,德国 Kaiser- Wilhelm 研究所)因为他发明了工业合成氨的方法 1923 FRITZ

28、 PREGL (1869-1930,奥地利Graz大学) 因为他发明了有机化合物的微量分析方法。1926 THE (THEODOR) SVEDBERG (1884-1971,瑞典Uppsala大学) 因为他在分离体系方面的研究 1927 HELNRICH OTTO WIELAND (1877-1957,德国慕尼黑大学) 因为他在胆汁酸与相关物质构成方面的研究 1928 ADOLF OTTO REINHOLD WINDAUS (1876-1959,德国Goettingen 大学) 表彰他在研究固醇类成分及其与维生素关系上作出的贡献。 1929 Sir ARTHUR HARDEN (1865-19

29、40,英国伦敦大学)、HANS KARL AUGUST SIMON VON EULER-CHELPIN (1873-1964, 瑞典斯德哥尔摩大学)因为他们在糖发酵和发酵酶类方面的研究。 1930 S FISCHER (1881-1945,德国慕尼黑技术研究所) 因为他在血红素成分和叶绿素成分方面的研究，特别是在血红素合成上的贡献。 1937 Sir WALTER NORMAN HAWORTH (1883-1950,英国伯明翰大学)因为他在碳水化合物和维生素C方面的研究；PAUL KARRER (1889-1971,瑞士苏黎世大学)因为他在类胡萝卜素、核黄素、维生素A和B2方面的研究。1938

30、 RICHARD KUHN (1900-1967,德国海德堡大学和德国Kaiser-Wilhelm研究所) 表彰他在类胡萝卜素和维生素方面的研究。 1939 ADOLF FRIEDRICH JOHANN BUTE-NANDT(1903-1995，德国柏林大学和德国Kaiser-Wilhelm研究所)表彰他在性激素方面的工作；LEOPOLD RUZICKA(1887-1976,瑞士联邦技术研究所)表彰他在聚亚甲基和高级萜烯方面的工作。 1943 GEORGE DE HEVESY(1885-1966,瑞典斯德哥尔摩大学)表彰他在利用同位素作为化学研究中的示踪原子方面的工作 1945 ARTTURI

31、 ILMARI VIRTANEN(1895-1973,芬兰赫尔辛基大学) 表彰他在农业和营养化学，特别是饲料保藏方法方面的研究和发明。 1946 JAMES BATCHELLER SUMNER(1887-1955,美国Cornell大学)因为他发现了酶能够结晶；JOHN HOWARD NORTHROP(1891-1987,美国洛克菲勒医学研究所)、WENDELL MEREDITH STANLEY(1904-1971,美国洛克菲勒医学研究所)因为他们制备了纯净状态的酶和病毒蛋白质。 1947 Sir ROBERT ROBINSON(1886-1975,英国牛津大学)表彰他在有关植物产品的生物价值

32、，特别是在生物碱价值方面的研究。 1948 ARNE WILHELM KAURIN TISELIUS(1902-1971,瑞典Uppsala大学)表彰他在电泳和吸附分析方面的研究，特别是在血清蛋白的复杂性上的发现。 1952 ARCHER JOHN PORTER MARTIN(1910-,英国国立医学研究所)、RICHARD LAU-RENCE MILLINGTON SYNGE(1914-1994,英国Rowett研究所)因为他们发明了分配色谱法。 1953 HERMANN STAUDINGER(1881-1965,德国Freiburg大学和国立大分子化学研究所)因为他开创了大分子化学研究领域

33、。 1954 LINUS CARL PAULING(1901-1994,美国加州理工学院) 表彰他在有关化学键本质及其应用于解释复合物结构方面的研究。 1955 VINCENT DU VIGNEAUD(1901-1978,美国Cornell大学) 表彰他对在生化方面具有重要性的硫化物的研究，特别是首次合成了多肽激素。1957 Lord ALEXANDER R TODD(1907-1997,英国剑桥大学)表彰他在研究核苷酸和核苷酸辅酶上的成绩。1958 FREDERICK SANGER(1918-,英国剑桥大学)表彰他在蛋白质结构，特别是胰岛素结构方面的工作。 1961 MELVIN CADVI

34、N(1911-,美国加州大学)表彰他在研究植物的二氧化碳吸收方面取得的成绩。1962 MAX FERDINAND PERUTZ(1914-,英国剑桥分子生物学实验室)、Sir JOHN COWDERY KENDREW(1917-1997, 英国剑桥分子生物学实验室)表彰他们在研究球蛋白结构上取得的成绩。 1964 DOROTHY CROWFOOT HODGKIN(1910-1994,英国皇家协会，牛津大学)因为她用X射线技术来确定重要生化物质的结构。 1970 LUIS F LELOIR(1906-1987,阿根廷布宜诺斯艾利斯生物化学研究所)因为他发现了糖核苷酸及其在碳水化合物生物合成中的作

35、用。 1972 CHRISTIAN B ANFINSEN(1916-1995,美国国立卫生研究院)因为他在核糖核酸酶，特别是氨基酸序列和生物活性结构之间的联系上的研究；STAN-FORD MOORE(1913-1982,美国洛克菲勒大学)、WILLIAM H STEIN(1911-1980, 美国洛克菲勒大学)表彰他们对核糖核酸酶分子活性中心的化学结构与催化活动之间关系的认识。 1975 Sir JOHN WARCUP CORNFORTH(1917-,英国Sussex大学)表彰他在酶催化反应的立体化学方面的研究；VLADIMIR PRELOG(1906-,瑞士工业大学)表彰他在有机分子立体化学

36、和反应方面的研究。 1978 PETER D. MITCHELL(1920-1992,英国格林研究所)表彰他通过化学渗透理论公式来认识生物能量转移过程。 1980 PAUL BERG(1926-,美国斯旦福大学)因为他对核酸生化特性的基础研究，特别是对重组DNA的研究；WALTER GILBERT(1932-,美国坎布里奇生物实验室)、FREDERICK SANGER(1918-,英国剑桥医学研究协会分子生物学实验室)因为他们在核酸碱基序列确定方面的贡献。 1982 Sir AARON KLUG(1926-,英国剑桥医学研究协会分子生物学实验室)因为他开发了电子显微镜晶体图，并且在结构上阐述核

37、酸-蛋白质复合体在生物学中的重要性。 1984 ROBERT BRUCE MERRIFIELD(1921-,美国洛克菲勒大学)因为他开发了化学固相合成方法。 1988 JOHANN DEISENHOFER(1943-,联邦德国Howard Hughes 医学研究所和美国德克萨斯大学西南医学中心生物化学研究室)、ROBERT HUBER(1937-,联邦德国马普生物化学学院) 、HARTMUT MICHEL(1948,联邦德国马普生物物理学学院)表彰他们对光合反应中心的三维结构的确定。 1989 SIDNEY ALTMAN(1939-,美国耶鲁大学)、THOMAS R CECH(1947-,美国

38、科罗拉多大学)表彰他们发现了RNA的催化特性。 1991 RICHARD R ERNST(1933-,瑞士工业大学)表彰他在高分辨核磁共振波谱学分析方法的发展上作出的贡献。 1993 KARY B MULLIS(1944-,美国加州拉霍亚)表彰他发明了PCR(聚合酶链式反应)方法；MICHAEL SMITH(1932-,加拿大温哥华大不列颠哥伦比亚大学)表彰他对建立寡核苷酸碱基位点直接突变并且用以研究蛋白质方面所作的重要贡献 .1997 PAUL D BOYER (1918-,美国加州大学) 、JOHN E WALKER(英国剑桥医学研究协会分子生物学实验室)因为他们阐明了催化ATP合成的酶学机制；JENS C SKOU (1918-,丹麦Aarhus大学)因为他第一个发现离子转运酶,Na+,K+ -ATPase。 2001 WILLIAM S KNOWLES (1917-,美国密苏里州孟山都公司) 、RYOJI NOYORI (1938-,日本名古屋大学)因为他们发现手性催化的还原反应；K BARRY SHARPLESS(1941-,美国Scripps研究所)因为他发现手性催化的氧化反应 2002JohnBFenn（美国）， KoIchi Tanaka（日本）， Kort Wuthrich（瑞士）质谱与核磁共振技术加快了生命科学研究的步伐。钱永健1952年生于纽约，现为美国