罗伯特·伍德沃德

罗伯特·伯恩斯·伍德沃德（英语：Robert Burns Woodward，1917年4月10日－1979年7月8日），美国有机化学家，对现代有机合成做出了相当大的贡献，尤其是在化学合成和具有复杂结构的天然有机分子结构阐明方面。由于“在有机物合成方面的成就”，伍德沃德荣获1965年诺贝尔化学奖。与其同事罗尔德·霍夫曼共同研究了化学反应的理论问题。后者也获得了1981年的诺贝尔化学奖。伍德沃德生于麻省波士顿。其父为阿瑟·伍德沃德，系英格兰移民。其母为玛格丽特·伍德沃德，为苏格兰移民，生于格拉斯哥。伍德沃德从小即醉心于化学。上昆西的小学、初中时就已经开始自学化学。在他上高中前，就已经把一本普遍使用的路德威·嘎特曼（Ludwig Gattermann）编写的有机化学实验教材大部分的实验，想办法做了一遍。1928年（11岁）时伍德沃德找到了驻波士顿的德国领事馆总领事，通过他取得一些发表在德国期刊上的论文。后来在其科普讲座（Cope lecture）中伍德沃德回忆，他无意中在这堆论文中发现了奥托·迪尔斯和库尔特·阿尔德关于双烯合成反应的原始通讯，并被迷住了的经历。在随后的生涯中，伍德沃德大量地应用此反应于有机合成，并在理论和应用上对此反应做了非常深入的研究。1933年他被麻省理工录取，然后次年即因忽视其他课程的学习导致成绩不好而被校方开除。麻省理工于1935年再次录取了伍德沃德，并于1936年授予其理学学士学位。再一年后他拿到了博士学位，其时，他的同学学士都还没毕业。伍德沃德的博士论文是关于雌性荷尔蒙孕酮的合成。在伊立诺依大学香槟分校做了短暂的博士后工作后他获得了哈佛大学Junior Fellowship的职位（1937－1938）。 以后便一直在哈佛待了下去。1960年代，伍德沃德被任命为唐纳理学教授，于是他便不需要给学生上课，从而能把所有的时间都花在研究上。伍德沃德1940年代早期的工作集中在利用紫外光谱来阐明天然产物分子的结构上。伍德沃德收集了大量的实验数据然后总结出了后来称为伍德沃德规则的公式，此项成果可以用来帮助鉴定天然和人工合成分子的结构。利用仪器分析来作结构鉴定是伍德沃德研究生涯的一个特色。这种方法改变了沿用已久的冗长繁琐的传统分析方法。1944年，伍德沃德与其学生William von Doering完成了用于治疗疟疾的奎宁生物碱的人工合成。当时的宣传称此项突破可以解决因东南亚国家被日军占领而造成奎宁药材短缺的问题，但是当时的合成工艺无法做到工业化大量生产。然而这却是化学合成的一个里程碑。伍德沃德从德国人保罗·拉贝1905年将奎宁前体奎宁毒素转化成奎宁的事实中获得启示，意识到合成奎宁毒素即意味着可以合成奎宁本身。伍德沃德完成这个工作的时候，有机化学总体上还是一门实验学科，当时普遍认为如此复杂的分子难以被人工合成出来。伍德沃德给大家展示了一个事实：有机合成可以利用反应和结构的知识理解并进行有机合成。该合成是伍德沃德一生完成的无数极端复杂而精妙的合成里的第一个合成。1930年代后期，英国化学家克里斯托夫·英果尔德和罗伯特·罗宾逊开始了有机反应的机理研究，提出了很多经验规则用以预测有机分子的反应活性。伍德沃德大概是第一个在有机合成中利用这些规则的化学家。伍德沃德的做法激励了大批合成了许多重要药物和结构复杂的天然产物的新一辈化学家们。1940年后期，伍德沃德合成了许多复杂的天然产物分子，包括奎宁、胆固醇、可的松、马钱子碱、麦角酸、利血平、叶绿素、头孢氨素和秋水仙碱。经过这些分子的合成，伍德沃德开创了有机合成的一个新纪元，称为“伍德沃德时代”。他告诉人们只要仔细的运用物理有机化学的原理，以及精细的策划，天然产物可以通过人工的方法合成出来。许多伍德沃德的合成工作被同行誉为杰作。在伍德沃德做出这些分子之前人们普遍认为人工合成这些分子是不可能的。伍德沃德的工作也被别人描述为一种艺术。从那以后，合成的化学家们总是希望在合成中力求实用与美的结合。他在研究中大量应用当时新兴的红外光、紫外光和核磁共振技术，并注重合成中的立体化学问题（即分子在三维空间的构形）。许多药物分子往往是某种特定结构的异构体才能充当药物，这就需要解决合成中的立体专一性问题，从而能合成具有特定立体化学的分子，在当时伍德沃德的工作是首创的。他的工作告诉人们通过透彻和理性的规划，立体专一的合成是可以实现的。众多他的合成工作采用的是通过引入刚性结构因素于分子中，迫使分子形成某个特定结构。这种思路现在已经变成一种研究的标准方法。伍德沃德在这方面贡献，尤其是以他完成的利血平和马钱子碱的合成作为代表，在有机合成发展史上是里程碑式的贡献。伍德沃德还在有机合成中应用了红外光技术和化学降解方法来测定复杂分子的结构。其中尤为值得注意的是山道年酸、马钱子碱、magnamycin和土霉素，等等。世界大战期间，伍德沃德提出了青霉素正确的β－内酰胺结构，纠正了罗伯特·罗宾逊提出的塞唑啉－