乔治·欧拉（1994年诺贝尔化学奖得主）
乔治·欧拉（1994年诺贝尔化学奖得主）
━━━ 个人信息 ━━━ ┌──────────────────────────────────────────┐ │ 中文名：乔治·欧拉 │ │ 外文名：George Andrew Olah │ │ 原名：Oláh András György（匈牙利语原名） │ │ 国籍：美国/匈牙利 │ │ 出生日期：1927年5月22日 │ │ 出生地：匈牙利布达佩斯 │ │ 逝世日期：2017年3月8日（享年89岁） │ │ 研究领域：有机化学、碳正离子化学 │ │ 主要成就：超酸体系中的碳正离子研究 │ │ 诺贝尔奖：1994年诺贝尔化学奖 │ │ 获奖时机构：南加州大学（USC） │ └──────────────────────────────────────────┘
━━━ 生平 ━━━
乔治·欧拉1927年5月22日出生于匈牙利布达佩斯的一个犹太裔律师家庭。原名Oláh András György。他的父亲是布达佩斯的一名律师。欧拉在匈牙利度过了动荡的童年——第二次世界大战期间，匈牙利的犹太社区遭受了残酷迫害。欧拉一家幸运地活过了战争，但许多亲戚和熟人在大屠杀中丧生。
二战结束后，欧拉进入布达佩斯布达佩斯技术大学（Budapest University of Technology and Economics）学习化学。1949年获得化学工程学位，随后留校任教，1954年获得化学博士学位。匈牙利当时正处于苏联控制下的社会主义时期，科研条件非常艰苦。
1956年匈牙利革命失败后，欧拉及其家人被迫逃离匈牙利。他们首先前往英国，随后在1957年初移民至加拿大。在加拿大，欧拉在道氏化学公司（Dow Chemical）的加拿大分部找到了一份研究工作。
1965年，欧拉离开道氏化学公司，加入纽约州克莱斯大学（Case Western Reserve University）任教授。1977年，他受聘为南加州大学（University of Southern California, USC）化学系教授。他在USC创建了洛克碳氢化合物研究所（Loker Hydrocarbon Research Institute），并担任所长直到去世。
2017年3月8日，欧拉在美国加州比佛利山庄去世，享年89岁。
━━━ 学术生涯：碳正离子化学 ━━━
碳正离子（carbocation）是指带正电荷的含碳离子。它是一个带电的、极不稳定的中间体，存在于许多有机化学反应中，如Sₙ1取代反应、E1消除反应、Friedel-Crafts反应等。然而，在欧拉之前，人们对碳正离子的了解仅停留在理论推想层面——没有人能够观察到它的存在，因为它实在太不稳定（寿命通常在纳秒级），无法用任何常规谱学手段检测。
欧拉意识到，碳正离子的不稳定是因为它们与介质（通常为溶剂或反离子）之间发生快速反应或分解。如果能在一种极酸性、极低亲核性（即几乎不提供任何反应位点）的介质中生成碳正离子，也许就能使其稳定存在，从而进行直接观测。
他的关键突破是使用了"超强酸"（superacids）。超强酸是指酸性强度比100%浓硫酸更强的酸（Hammett酸度函数H₀ ≤ -12）。欧拉首次使用的代表性超强酸是氟锑酸（FSO₃H-SbF₅），其酸性比硫酸强数十亿倍。在氟锑酸（通常称为"魔术酸"——Magic Acid，因为其溶解蜡烛等碳水化合物的"魔法"般能力而得名）环境中，碳正离子可以被稳定地"禁锢"。
1962年，欧拉在《美国化学会志》（JACS）上发表了第一篇里程碑式的论文，报道了在超强酸体系中直接观察到烷基碳正离子的核磁共振信号。他首先观测的叔丁基碳正离子（(CH₃)₃C⁺）——一个三配位（三中心两电子）的正电荷碳。随后，他陆续观测到了各种类型的碳正离子：伯、仲、叔烷基碳正离子、环烷基碳正离子、以及历史上最具争议性的—非经典碳正离子（nonclassical carbocation）。
关于非经典碳正离子的争议是欧拉学术生涯中最戏剧性的事件之一。所谓的非经典碳正离子，是指正电荷不是一个单一的碳原子携带，而是通过三中心两电子键（3c-2e）分布在多个原子之间的碳正离子。最有名的例子是降冰片基碳正离子（norbornyl cation）。索尔·温斯坦（Saul Winstein）早在1949年就提出降冰片基碳正离子可能是"非经典"结构，但赫伯特·布朗（Herbert C. Brown，1979年诺奖得主）坚持认为它仍然是一个迅速变换的经典结构（"梳状摆动"）。两人为此展开了长达二十余年的激烈争论。
欧拉在超强酸体系中制备了降冰片基碳正离子的衍生物，并通过低温核磁共振（¹³C-NMR）和同位素标记实验提供了决定性的证据：两个碳原子上的正电荷具有完全相同的核磁化学位移，这与"经典迅速平衡"模型不符，却完美符合"对称的非经典结构"预测。欧拉的工作最终使非经典碳正离子的存在成为学术共识，也为自己赢得诺贝尔奖增添了厚重的砝码。
━━━ 诺贝尔奖与获奖成就 ━━━
1994年，瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予乔治·欧拉，"以表彰他在碳正离子化学方面的贡献"。颁奖词强调欧拉通过发展超强酸技术，使人类首次能在"新形成的碳正离子尚未分解之前就对其进行分析和表征"——由此奠定了碳正离子化学的现代基础。
除诺贝尔奖外，欧拉获得的荣誉包括：美国化学会的亚历山大·冯·洪堡奖、普里斯特利奖章（1996年）、富兰克林奖章（1993年）、美国国家科学奖章（2000年）等。他是美国国家科学院院士、匈牙利科学院外籍院士、英国皇家学会外籍院士等。
━━━ 历史贡献 ━━━
第一，欧拉将超强酸概念引入有机化学，并系统化发展了"超强酸有机化学"这一交叉学科。除碳正离子之外，超强酸还使多级质子化、杂原子阳离子化等新型反应变得可能，极大地拓展了有机反应的空间。
第二，碳正离子的直接观测为理解Sₙ1取代、E1消除、Friedel-Crafts烷基化和酰基化、烯烃聚合等大量经典反应提供了实验基础，对有机反应机理的研究具有根本性意义。
第三，非经典碳正离子的确证解决了有机化学史上最长、最激烈的学术争论之一，确立了多中心键在有机化学中的地位。
第四，在他晚年，欧拉致力于解决能源问题。他提出了"甲醇经济"（Methanol Economy）概念——主张用甲醇作为存储和运输氢能的载体，作为化石燃料的替代能源。他还在该领域发表了大量论著和专利申请，即使年逾八十仍活跃在能源研究一线。
━━━ 轶事典故 ━━━
欧拉在英语中称"George A. Olah"——他在匈牙利语中的本名是Oláh András György，移居西方后选用了George（乔治）作为名字。其姓氏中的"ó"变化为"Olah"时去掉了重音符号。
欧拉曾幽默地讲述他的"魔术酸"命名的来龙去脉：有一天，他们实验室的同事把一根蜡烛头扔进氟锑酸中，蜡烛竟然在毫无加热的情况下完全溶解了（实际上是碳氢键被质子化形成碳正离子）。大家惊呼这是"magic"，从此FSO₃H-SbF₅这个超强酸组合就被称为"魔术酸"。
欧拉还以他面对政治风暴的坚韧著称。1956年逃离匈牙利时，他几乎是一无所有——"只带着妻子和几个行李"。他说："我没有什么值得带走的，但我有我的头脑和我的化学知识。没有任何人可以夺走它。"欧拉对研究和教育始终热情高昂，七十多岁仍坚持亲自进实验室指导研究生。
欧拉被很多人认为是20世纪最杰出的有机化学家之一。著名化学家约翰·沃尔瑟（John I. Brauman）评价他时说道："欧拉不只是发现了碳正离子在超酸中的稳定性——他实际上是建立了一个全新的时代。"
━━━ 参考文献 ━━━
1. Olah, G. A. (1962). Stable carbonium ions. II. Observation of the alkylcarbonium ions from branched-chain olefins. Journal of the American Chemical Society, 84(10), 1906–1907. 2. Olah, G. A. (1972). Stable carbocations. CXVIII. General aspects and structure of carbocations. Journal of the American Chemical Society, 94(3), 808–820. 3. Olah, G. A. (1995). My search for carbocations and their role in chemistry (Nobel Lecture). Angewandte Chemie International Edition, 34(13–14), 1393–1405. 4. Olah, G. A. (2005). Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy. Wiley-VCH. 5. Nobel Foundation (1994). The Nobel Prize in Chemistry 1994. 6. Brown, H. C. (1977). The Nonclassical Ion Problem. Plenum Press.（与非经典碳正离子争议相关的经典著作）