汉斯·费歇尔(1930年诺贝尔化学奖得主)
| 出生 | 1881年7月27日 德意志帝国黑森-霍恩施泰因 |
| 逝世 | 1945年3月31日(63岁) 德国慕尼黑 |
| 国籍 | 德国 |
| 身份 | 化学家 |
| 获奖年份 | 1930年 |
| 奖项类别 | 诺贝尔化学奖 |
| 获奖理由 | "因对血红素和叶绿素的研究,特别是对血红素结构的研究" |
汉斯·费歇尔(Hans Fischer,1881年7月27日—1945年3月31日),德国有机化学家,1930年诺贝尔化学奖得主。他成功解析并合成了血红素——血液中负责携氧的红色色素——以及胆绿素等卟啉类化合物,使人类首次在实验室中用人工方法合成了具有生物活性的天然色素分子。
生平
费歇尔出生于德国黑森地区的霍恩施泰因,父亲欧根·费歇尔是当地的一名实业家。他在斯图加特和马尔堡接受初等和中等教育,后进入洛桑大学学习化学和医学。他先后在马尔堡大学和慕尼黑大学深造,1904年在慕尼黑大学在著名有机化学家埃米尔·费歇尔的指导下获得化学博士学位。随后他又转向医学学习,于1908年获得慕尼黑大学医学博士学位——这使得他在化学和医学两个领域都有坚实的学术基础。
1910年,费歇尔前往柏林大学从事有机化学研究,1913年转入因斯布鲁克大学,1915年成为维也纳大学医学化学教授。1918年,他回到慕尼黑工业大学任有机化学教授。1921年,他继承了阿道夫·冯·拜尔的学术遗产,出任慕尼黑大学有机化学教授和化学实验室主任,这一职位他一直担任到1945年去世。
第二次大战末期,盟军飞机对慕尼黑的轰炸摧毁了他的大部分实验室。1945年3月31日,费歇尔在慕尼黑逝世,死因被记录为自杀——在纳粹德国崩溃之际,他多年的研究资料和实验室几乎被战火毁于一旦,这对他的打击可能过重。不过也有资料认为他可能是在空袭中遇难。
学术生涯
费歇尔毕生致力于卟啉化学,这是一个极具挑战性的领域。
血红素的结构解析是费歇尔最突出的成就。血红素是血红蛋白的辅基,负责与氧气可逆结合。费歇尔通过系统的降解和合成实验,证明血红素分子由四个吡咯环通过甲川桥(=CH—)连接成一个平面大环(卟啉环),中心含有一个亚铁离子(Fe²⁺)。他精确确定了各个取代基(甲基、乙烯基、丙酸基)在环上的排列顺序。
血红素的全合成(1929年)是费歇尔最震撼的成果。他在实验室中从基本的有机原料出发,经过数十步反应,终于人工合成了天然血红素(氯化血红素,hemin)。这是当时有机合成化学的一个奇迹,证明有机化学完全可以复现生命中最精密的色素分子。
叶绿素的研究是费歇尔另一重要方向。他将分析血红素的方法扩展到叶绿素,证明了叶绿素和血红素具有相同的卟啉核心结构(叶绿素中心是镁离子而非铁离子),这一发现揭示了植物和动物在分子层面的深层联系。
费歇尔还研究了胆红素(胆汁色素)、胆绿素和卟啉症(一种与卟啉代谢异常有关的疾病)。他合成了多种天然卟啉及其衍生物,确立了卟啉化学的完整体系。
他的著作《卟啉化学》(Die Chemie der Pyrrole,1937年,与H. Orth合著)是该领域的权威经典。
获奖成就
费歇尔因"对血红素和叶绿素的研究,特别是对血红素结构的研究"获得1930年诺贝尔化学奖。颁奖词高度评价了他对血红素的合成工作。
主要荣誉:
- 诺贝尔化学奖(1930年)
- 慕尼黑大学有机化学教授
- 德国化学会主席(1929—1931年)
- 慕尼黑科学院院士
- 伦敦化学会名誉会员(1931年)
- 维也纳大学名誉博士(1931年)
历史贡献
费歇尔证实了四种吡咯环构成核心结构是人类、动物(血红素)和植物(叶绿素)光合色素的共同骨架。这一发现深刻揭示了生命的化学统一性——自然界在分子层面的"经济原则"。
血红素的人工合成具有里程碑意义。这是人类第一次在试管中用纯化学方法制造出具有生物活性的呼吸色素。它为现代卟啉化学——从光动力疗法(用于癌症治疗的光敏剂)到卟啉基催化剂、再到人工血液的研究——铺设了道路。
费歇尔对胆汁色素和卟啉代谢的研究直接服务于临床医学。卟啉症、黄疸等疾病的化学基础和诊断方法都受益于他的研究。
轶事典故
费歇尔是少数拥有化学和医学双博士学位的诺贝尔奖得主。他常说:"如果你既学过医学又学过化学,你就知道生命的密码写在分子层次。"他的实验室成员透露,费歇尔在给学生讲课时经常展示人体骨骼模型来说明代谢中的化学问题。
费歇尔对自己要求极严,对实验报告的要求近乎苛刻。据说一篇简短的实验报告他可能会退回要求学生重写七八次,直到每一个描述都"精准到无可挑剔"。他的学生在背后称他为"金刚石精神"——无懈可击。
1930年获奖后,他在诺贝尔晚宴上的发言令人印象深刻:"我合成了一粒看不见的红色结晶,它小得像一粒尘埃,但它在我的试管中能像我的血液一样呼吸。这就是化学的力量。"
参考文献
- Fischer, H. & Orth, H. (1937). Die Chemie der Pyrrole. Leipzig: Akademische Verlagsgesellschaft.
- Nobel Foundation. "Hans Fischer – Biographical". NobelPrize.org.
- 黄量等. (1983). 《有机合成化学》. 人民卫生出版社.
- Treibs, A. (1949). "Hans Fischer". Chemische Berichte.