1990年度全美共有40余位化学家受到美国化学会的嘉奖,这些化学家在化学的某个研究领域都做出了卓越的贡献,他们将出席19904月在波士顿召开的由美国化学会主办的第199届全美化学会议的发奖仪式。本文摘译介绍了与现代化学前沿研究领域紧密相关的几位化学家以及他们的工作。——译者注

材料化学家——罗伯特·A.劳迪斯(R. A. Laudise

罗伯特 · A. 劳迪斯,是贝尔实验室材料化学研究室主任及麻省理工学院材料科学方面的客座教授,他在材料化学的研究方面成果丰硕,尤其在电子材料的单晶生长和性质这一领域更是贡献卓越。

劳迪斯的主要工作是系统地研究了热液合成化学(Chemistry of hydrothermal Syntheses)——一种利用高温、高压水推动化学反应和单晶生长的合成方法,他和贝尔实验室的同事成功地运用这种方法合成了人造石荚晶体,因而使得石英晶体有着广泛的商业用途。利用热液合成法,劳迪斯已合成出许多重要材料,例如红宝石、半导体和光学材料。其中一种被称为磷酸氧钛钾的光学材妒,已广泛用于激光眼外科手术中。劳迪斯是众多化学家中第一个首先合理的解释了晶体生长的化学原因,并指出化学在材料科学和现代电子学中起着非常重要的作用。

1952年,劳迪斯在纽约斯克内克塔迪城的协和学院获得了化学学士学位,1956年他又在麻省理工学院获得了无机化学博士学位,同年他来到了贝尔实验室工作。1965 ~ 72年,任该实验室晶体化学研究室主任;1972 ~ 78年他担任了材料研究室的助理主任和室主任;1978 ~ 87年,是物理化学和无机化学研究室主任;1987年之后,他作为材料化学研究室主任而工作至今。除此之外,劳迪斯还是化学工业和政府部门的咨询人员和顾问,并且是《单晶的生长》这部颇具影响的专著作者。1970年,为了奖励他在压电性(piezoelectricity)方面做出的卓越贡献而授予他Sawyer奖;1980年他被推为国家化学工程研究院院士;1984年他获得了美国晶体生长学会授予他的有关晶体生长的国际奖章。鉴于他在晶体生长方面所做出的杰出贡献,1989年国际晶体生长学会以他的名字建立了劳迪斯奖,以便奖励那些在晶体生长的实验研究方面做出贡献的科学家。

肽合成化学家布鲁斯·梅尔菲尔德(B. Merrifield

“不仅对化学家而盅同样对生物学家来说,‘固相肽合成’和‘梅尔菲尔德方法’都变成了同义语和家常用语”。这句话作为对布鲁斯 · 梅尔菲尔德的介绍是再恰当不过了。梅尔菲尔德,是罗克福莱大学的化学教授,1984年诺贝尔化学奖获得者。

梅尔菲尔德对肽合成化学的主要贡献是将化学合成的一般原理应用到肽合成中去,这种&成技术被称为固相肽合成。1963年这种方法首次被描述为“将被保护的氨基酸分子逐步加成到一个以共价键方式连接在固体树脂状粒子上的不断增长的肽链上”。这就提供了在肽合成过程中通过过滤而将反应物或产物分离出去的方法,而对于中间步骤中所生成的中间体就不需要再进行重结晶提纯了。在发现这种合成方法之后,梅尔菲尔德的主要精力就放在对此方法的化学和物理性质的进一步理解上,同时也涉及到对这种方法的化学改进。他的实验室已利用固相肽合成方法去探讨和研究生物体方面的问题,这些包括各种各样的肽激素、生长因素、铁离子载体、抗菌素、免疫毒素和酶的合成。模拟合成使得人类更好地理解这吗化合物的作用与机制,制备出具有良好特殊选择性的类似化合物以及开发更有效的激素抗体成为可能。

1943梅尔菲尔德在洛杉矶加利福尼亚大学获得化学学士学位,1949年他又在该校获得生物化学博士学位,然后在罗克福莱医学研究院(即现在的罗克福莱大学)任职。1966年他晋升为教授,1984年获得诺贝尔化学奖。

生物无机与生物有机化学家——海瑞· B.格雷(H. B. Gray

海瑞 · B. 格雷,是加利福尼亚理工学院贝克莱分校校长及该校化学教授。“作为世界上第一流的生物无机化学家”,他的一位同事说,“他第一个接受这方面的奖章当之无愧”。

早在本世纪70年代,格雷就通过光谱和核磁研究阐明了双核和多核蛋白体铁 - 氧单位的电子结构。1974年,格雷对蓝铜蛋白体进行了金属离子的替换实验后对天然铜和钴取代的蓝铜蛋白体的电子结构和光谱性质进行了研究,由此而揭示了蛋白体的活性部位结构和生物电子转移反应性能之间的内在联系。

金属蛋白体的电子转移化学是格雷所涉及的主要研究课题。他以活化的电子交换体钌复合物对多肽链进行化学修饰获得了成功,并由此开创了金属生物化学这样一个崭新的研究领域。他在钌复合物修饰的肌红蛋白和细胞色素的实验中,证明了在蛋白体内当分子间的距离较大时,电子仍能以生物学上的速度被转移。在随后的工作中,他又阐明了控制蛋白体内远距离电子转移的两种因素——距离和其间中继体系的作用。目前,格雷正通过以连有诱变基因的钌复合物对酵母细胞色素进行化学修饰的实验来探讨生物系统内远距离电子耦合的作用。

格雷著有专著15本,已发表学术论文450篇,并获得了许多奖章,这些包括:1970年美国化学会的纯化学奖;1978年美国化学会的无机化学奖;1984年美国化学会为表彰在无机化学发展方面做出杰出贡献的化学家奖章;1988年他又获得加利福尼亚州科学家奖等;年他被推选为国家自然科学研究院院士;1986年他获得了国家自然科学奖章。

环境化学家——大卫·M.哥尔德(D. M. Golden

处在环境化学前沿研究领域的大卫 · 哥尔德,是美国国际航天研究所化学动力学研究室和化学实验室主任,在他所从事有关环境化学的四个研究领域中都取得了非凡的成果。

哥尔德的第一个研究领域是他测定了许多化学键的离解能,而这些为理解环境化学方面的现象奠定了基础。分解和燃烧的动力学——涉及物质被燃烧的方式,是哥尔德的另一个研究领域。他在较大的温度范围内测定了许多分解反应、自由基 - 分子反应以及自由基 - 自由基反应的速率常数。

在大气化学(atmospheric chemistry)研究领域,哥尔德发明的VLP/S技术在检测大气的表面化学反应方面具有重要性,例如测定硫酸表面上几种分子和自由基的一级粘度系数。后来,这一技术被扩展应用到低温范围内,并可以用来证明冰表面上所发生的化学反应,将这一技术应用到南极平流层化学(Antarctic Stratospheric Chemistry)中去,既完全合理而且又有它的重要性。同时,哥尔德还证明了大气中含碳颗粒能催化N2O5的分解,因此这些颗粒在臭氧层的破坏中起着作用。

应用理论是哥尔德的第四个研究领域,他是第一个将速率数据引入到大气和燃烧模型中并建立了与理论相符合的公式的化学家。美国国家航空航天局对大量的实验速率数据进行评估,以便找到模拟平流大气层的评估速率和光化学参数,在这一研究领域中,哥尔德负责对压力 - 速率常数图形进行合理的分析。

1956年,哥尔德从康内尔大学毕业并获得化学学士学位,1961年他又从明尼苏达大学获得物理化学博士学位。哥尔德因他杰出的工作而获得了许多荣誉奖章,到目前,哥尔德已发表150多篇学术论文,并且他还是《国际化学动力学》杂志的编辑。

计算化学家——比特·C.杰尔斯(P. C. Jurs

比特 · C. 杰尔斯是宾夕法尼亚州立大学化学教授,他为计算机在化学中的应用做出了杰出的贡献。杰尔斯在三个特殊研究领域中取得了丰硕的成果:一是用模式识别技术进行数据分析;二是分子结构与物理化学性质关系(SPR);三是分子结构与生物活性关系(SAR)。

杰尔斯首先发表了一篇用模式识别方法分析低分辨率质谱数据的论文,后来他又用这种方法进行了其它数据分析,例如进行光谱数据分析。最近,杰尔斯又研究了复杂数据的分析方法,并能对“指纹”进行分类,例如依据毛细气相色谱数据即可对生物样品进行分类。为了进行SPR和SAR研究,杰尔斯和他的研究小组开发了一种众所周知的被称为ADAPT-自动数据分析和模式识别技术的计算机软件。近来他们应用ADAPT进行了一系列的SAR研究,这些包括消炎性类固醇的药理分析,9-苯胺基吖啶抗癌活性分析以及分子的嗅觉性质研究。杰尔斯的另一个基础研究课题是,直接依据有机化合物的分子结构去预测,13C核磁谱(NMR)的化学位移大小。

1965年,杰尔斯从斯坦福大学获得化学学士学位,1969年他又从华盛顿大学获得博士学位,之后他就来到了宾夕法尼亚州立大学。1975 ~ 77年,他在斯坦福大学做化学访问教授,1983 ~ 84年,他在国家自然科学基金会化学分会担任重要职务。

[C & EN,1989年9月25日~10月2日]