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埃米尔·费歇尔(1902年诺贝尔化学奖得主)

来自VeritasWiki 真理百科
埃米尔·赫尔曼·费歇尔
出生 1852年10月9日
普鲁士奥伊斯基兴
逝世 1919年7月15日(66岁)
德国柏林万湖
国籍 德国
身份 有机化学家、生物化学家
获奖年份 1902年
奖项类别 诺贝尔化学奖
获奖理由 "因在糖类和嘌呤合成方面的杰出工作"

生平

埃米尔·赫尔曼·费歇尔(Emil Hermann Fischer,1852年10月9日-1919年7月15日),德国有机化学家,有机合成和生物化学领域的奠基人之一。他出生于普鲁士莱茵兰地区奥伊斯基兴的一个富商家庭,是家中七个孩子中最年幼的。父亲经营一家漂白厂和染料作坊。1871年,费歇尔进入波恩大学学习化学,师从弗里德里希·凯库勒。因不适应波恩的教学环境,1872年他随导师阿道夫·冯·拜尔转至斯特拉斯堡大学,1874年以关于荧光素和酞类化合物的研究获得博士学位。

在斯特拉斯堡完成学业后,费歇尔先后在慕尼黑大学(1875–1882,担任拜尔的助手)、埃朗根大学(1882年任副教授)、维尔茨堡大学(1885年任教授)和柏林大学(1892年接替霍夫曼任化学系主任直至去世)任教。1888年,他与阿格纳斯·格拉赫结婚,育有三子,但妻子在1895年因病早逝,长子也在第一次世界大战中阵亡。1919年,费歇尔因癌症在柏林万湖的家中去世,享年66岁。

学术生涯

费歇尔的学术生涯可分为嘌呤化学、糖类化学和蛋白质化学三大阶段。

嘌呤化学阶段(1881–1892):费歇尔在研究尿酸和咖啡因结构中,发现这些天然物质属于同一类含氮杂环化合物,他将其命名为"嘌呤"。1882至1892年间,他系统合成了嘌呤的多种衍生物,包括咖啡因、可可碱和次黄嘌呤,并最终在1898年完成了嘌呤的全合成。他证明了尿酸、黄嘌呤、咖啡因、茶碱、腺嘌呤和鸟嘌呤均属于嘌呤家族,这一分类至今仍是核酸化学的基础。

糖类化学阶段(1884–1894):费歇尔对糖类的研究是糖化学的奠基之作。他确定了葡萄糖、果糖、甘露糖等六碳糖的立体化学构型,提出了著名的费歇尔投影式(Fischer projection)来表示糖的链状结构。1887年,他通过不对称合成方法确认了葡萄糖的构型,这在当时是一项壮举——在不知道分子实际三维结构的情况下,仅凭逻辑推理就正确确定了四种手性中心的相对构型。他还发现了酶对糖类底物的"锁与钥匙"立体专一性,即只有特定构型的底物才能被特定酶识别——这一概念后来被证明适用于所有酶-底物相互作用。费歇尔还合成了多种非天然的糖类异构体,首次实现了糖类的人工合成。

蛋白质化学阶段(1899–1908):费歇尔将研究重心转向蛋白质,开发了氨基酸的分析方法,发现了脯氨酸和羟脯氨酸等新氨基酸。他发明了酯化分离法来提纯氨基酸混合物,并证明了蛋白质由α-氨基酸通过肽键连接构成。1907年,他合成了由18个氨基酸组成的多肽链,这是人类历史上首次人工合成多肽,为后来的蛋白质合成奠定了基础。他也因此被誉为"多肽合成之父"。

获奖成就

1902年,费歇尔因糖和嘌呤化合物的合成研究获得诺贝尔化学奖。在他的诺贝尔奖演讲中,他系统回顾了糖化学的研究历程,详细阐述了"锁与钥匙"模型。此外,他于1890年获英国皇家学会戴维奖章,1909年获普鲁士功勋勋章,是柏林科学院、伦敦皇家学会、法国科学院和美国国家科学院等数十个学术团体的院士或外籍院士。

历史贡献

费歇尔在有机化学和生物化学领域留下了深远影响。他的"锁与钥匙"模型是酶学和药物设计的理论基石之一,在对映体选择性催化方面也具有先导意义。费歇尔投影式至今仍是有机化学教科书中表示手性分子的标准方法。他对嘌呤化学的分类奠定了核酸研究的骨架,尽管DNA双螺旋结构的发现是在费歇尔去世三十余年之后,然而没有费歇尔对嘌呤和嘧啶碱基的基础分类,沃森和克里克的工作将无法想象。在蛋白质科学中,他关于肽键连接氨基酸的核心论证直接指引了后来桑格对胰岛素一级结构的测定。他培养的学生中包括奥托·迪尔斯(1928年诺贝尔化学奖得主)和汉斯·费歇尔(1930年诺贝尔化学奖得主)等人。

轶事典故

费歇尔以工作勤奋著称,每天清晨五点半即进入实验室,几十年如一日从不间断。他对手下学生要求极为严格,但也倾力支持。据学生回忆,费歇尔常说"化学家的工作是让不可能变成可能"。

费歇尔一生遭遇了两次重大打击。妻子在他事业巅峰时因耳部感染去世,年仅39岁。第一次世界大战爆发后,他的次子和两个女婿在战场上阵亡。1915年,他的儿子赫尔曼·费歇尔(一位才华横溢的青年化学家)也牺牲在前线。战争结束后的1919年,身心俱疲的费歇尔因癌症去世。他在遗嘱中将大部分财产捐赠给柏林大学设立化学研究基金。

参考文献

1. Fischer, E. (1890). "Synthesen in der Zuckergruppe". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 23: 2114–2141. 2. Fischer, E. (1894). "Einfluss der Configuration auf die Wirkung der Enzyme". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 27: 2985–2993. 3. Fischer, E. (1906). "Untersuchungen über Aminosäuren, Polypeptide und Proteine". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 39: 530–610. 4. Lichtenthaler, F.W. (2002). "Emil Fischer, His Scientific Work". European Journal of Organic Chemistry, 2002(4): 575–581. 5. Josephy, E. (1935). Emil Fischer: Sein Leben und sein Werk. Berlin: Verlag Chemie.