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2005年诺贝尔化学奖获得者罗伯特·格拉布(Robert H. Grubbs)逝世

来源:化学加网      2021-12-20
导读:加州理工学院维克多和伊丽莎白阿特金斯化学教授罗伯特·格拉布(Robert H. Grubbs)于 2021 年 12 月 19 日去世,享年 79 岁。

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加州理工学院维克多和伊丽莎白阿特金斯化学教授罗伯特·格拉布(Robert H. Grubbs)于 2021 年 12 月 19 日去世,享年 79 岁。

Grubbs 是 2005 年诺贝尔化学奖的共同获得者,因为他开发了有机合成中的复分解方法。复分解——意思是“改变位置”——是一种化学反应,在特殊催化剂的帮助下,碳原子之间的双键被破坏并以导致特定化学基团改变位置的方式重新合成。通过这种方式,分子的功能特征可以被选择性地剥离并替换为以前属于另一种化合物的基团。

特别是,Grubbs 开发了强大的新催化剂,能够合成具有特殊特性的定制分子,例如,能够创造出专门的塑料或更有效的治疗疾病的药物。由于其相对简单,复分解过程导致了工业和制药方法的发展,这些方法产生的废物更少,使它们更加高效和环保。

“Bob对加州理工学院的同事和世界各地的科学家来说都是一种鼓舞,因为他的人文素质以及他对研究和社会的开创性贡献。我们将深深怀念他的智慧和远见,”加州理工学院院长托马斯·F·罗森鲍姆说,持有人Sonja and William Davidow 主席和物理学教授。

Grubbs随后的工作也集中在开发强大的新型“绿色”化学催化剂上。例如,2015 年,Grubbs 和他的同事发现了一种无需依赖昂贵的贵金属催化剂即可生产一组含硅有机化合物的有效方法。取而代之的是,新技术将世界各地化学实验室中常见的廉价、安全且丰富的化学物质——叔丁醇钾用作催化剂,以帮助可持续地创造从新药到先进材料的一系列产品。

“Bob Grubbs 的非凡科学成就在他获得的众多奖项和荣誉中得到了充分证明,”George Grant Hoag 化学教授兼化学与化学工程系 (CCE) 的 Norman Davidson 领导主席 Dennis Dougherty 说。“那些认识他的人会记得他是一位同样出色的丈夫、父亲、祖父、朋友和同事。鲍勃和海伦,他一生的挚爱,经常一起旅行,在世界各地结交终生的朋友。Bob的去世留下了一个巨大的漏洞在 CCE 部门、加州理工学院,甚至整个科学界。”

加州理工学院教务长 David A. Tirrell、Ross McCollum-William H. Corcoran 化学和化学工程教授以及 Carl 和 Shirley Larson 教务长说:“Bob受到了广泛的喜爱和钦佩。” “他培养了一批非凡的年轻科学家,他们在全球范围内塑造了化学,他对他们的个人生活和职业成功保持着浓厚的兴趣。”

除其他荣誉外,Grubbs还获得了富兰克林研究所的本杰明富兰克林奖章(2000 年)、美国化学学会的 Arthur C. Cope 奖(2002 年)和美国化学家协会金奖(2010 年)。他于 2015 年入选佛罗里达发明家名人堂。Grubbs曾是美国国家科学院和国家工程院院士;美国艺术与科学学院和美国化学学会的研究员;英国皇家化学学会名誉会员;中国科学院外籍院士。他获得了佛罗里达大学、密歇根州立大学、佐治亚理工学院、狄金森学院、希腊克里特大学、英国华威大学和德国莱茵西法大学 (RWTH) 亚琛大学的荣誉学位。

Grubbs 于 1942 年 2 月 27 日出生于肯塔基州帕迪尤卡附近。 他分别于 1963 年和 1965 年获得佛罗里达大学化学学士学位和理学硕士学位,1968 年获得哥伦比亚大学化学博士学位。在斯坦福大学获得博士后奖学金后,他于 1969 年加入密歇根州立大学。1978 年他来到加州理工学院担任化学教授,并于 1990 年成为维克多和伊丽莎白阿特金斯化学教授。


Robert Grubbs教授:有机化学就像一场“智力体操” 

2017年,诺贝尔化学奖得主、著名有机化学家Robert H. Grubbs教授访问了药明康德上海总部。期间,Robert H. Grubbs教授做了题为《烯烃复分解反应的选择性催化剂》(Selective Catalysts for Olefin Metathesis Reactions)的精彩演讲,向大家介绍了自己多年来在烯烃复分解反应领域的开创性研究和产业化工作。演讲现场火爆,数百名药明康德员工前往一睹这位世界著名科学家的风采。演讲结束后,我们对Grubbs教授进行了一次面对面采访,从另一个角度探寻教授的人生轨迹。

Robert H. Grubbs教授在演讲现场

药明康德:您最初是如何选择了有机化学研究作为一项终身事业的?

Robert H. Grubbs教授:我进入有机化学领域其实比较晚。我上大学时读的是农学专业,这跟我在农场长大的经历有一定的关系。不过,当时我有一个朋友,作为本科生研究员在一个有机化学合成实验室工作,所以我有时候晚上就去他那里。就这样,白天我在一个营养学实验室里工作,晚上就去做有机合成。我发现化学对我来说要有意思得多,充满了乐趣。一方面,这跟农场的经历很有契合点,那就是你必须手把手地把东西做出来;另一方面,有机化学研究也需要用脑去思考,就像是一场“智力体操”。所以说,有机化学很好地结合了这两点,既得有思维的火花,又要你动手去做。多年以来,这门学科就是这样发展起来的,取得了令人瞩目的成就。

药明康德:您当初走进金属有机化学时,这门学科还处于十分初步的发展阶段。您当时是否就已经预料到了她未来的广阔前景?

Robert H. Grubbs教授:当时并没有,我就是觉得这很有趣。当我开始在哥伦比亚大学(Columbia University)读博士研究生的时候,我听过一个金属有机化学领域先驱人物的演讲,那就是Rowland Pettit教授,他的讲话深深地吸引了我。之后,我有幸在哥伦比亚大学做了一些这方面的研究工作。尽管当时我接受的是物理有机化学的训练,但是可以把学到的技能应用到那时才刚刚发展起来的金属有机化学研究上。

药明康德:您在烯烃复分解领域的研究是从何时开始的?这和金属有机化学又是如何联系起来的?

Robert H. Grubbs教授:在接受了密歇根州立大学(Michigan State University)的教职后,我开始了烯烃复分解反应的研究工作,那时还是上世纪70年代。当时,进行这种反应需要用基于钨或钛的催化剂,但它们往往对空气、水和多种有机官能团十分敏感。此外,我们当时还进行着聚合物合成方面的工作,包括开环复分解聚合反应,发现通过这些催化剂难以实现,它们很容易就会失活。不过,有一个研究生在阅读文章时发现,有人曾用溶于苯和乙醇中的三氯化钌(RuCl3)实现了上述聚合反应。我们于是做了尝试,发现似乎是可行的。就这样,我们继续深入研究和开发,然后就有了自己的钌催化剂系列。

▲烯烃复分解反应催化机理(图片来源:维基百科)

其实,我们一开始并不清楚这其中的催化机理,只知道它们中含有钌。然而,我们当时已经了解一些其他催化剂的机理,其中涉及到了金属卡宾双键。于是我就想,大自然应该不会留给烯烃复分解反应太多种催化机理的,肯定也会存在钌卡宾双键的,所以就让我们来做出一些吧。就这样,我们在1992年开发出了第一个钌卡宾络合物催化剂。

药明康德:这就是我们现在所知道的格拉布催化剂(Grubbs’ catalysts)。能谈谈这对药物化学乃至整个有机化学行业的影响吗?

Robert H. Grubbs教授:早期的烯烃复分解反应催化剂除了碳氢之外和什么都无法相容,直到后来有了格拉布催化剂,我们才能容纳得下其他的官能团。因此,格拉布催化剂如今被广泛应用于药物发现,其中第一个运用它来合成的药物是Janssen Therapeutics开发的丙肝药物simeprevir。至于其他的有机化学领域,格拉布催化剂尤其对聚合物、大环和小环化合物的合成带来了重要影响。它提供了一项构建目标分子的新工具。

▲Robert H. Grubbs教授等人创建了Materia公司

药明康德:除了科学研究,您还同别人创建了公司,来推广格拉布催化剂的应用。对于一名有机化学家而言,您觉得将实验室发现转化为工业应用的最大挑战在哪里?

Robert H. Grubbs教授:有很多种挑战。比如,你需要处理知识产权等法律问题。此外,你必需花上大量的时间,才能将在实验室中开发的分子或材料做成商业化的产品。然而,很多试图创建公司的人缺乏那样的耐心,总是想很快就把事情办成。就拿之前提到的那个丙肝药物来说,这个药物分子的设计最初是基于我们在1996或1997年时在实验室中进行的反应,可是直到2014年才终于被批准上市。

药明康德:对于催化剂的商业化而言,反应的规模化有时可能会成为问题。格拉布催化剂在这方面的表现怎样?

Robert H. Grubbs教授:格拉布催化剂在这里的表现其实是不错的,我们可以以此进行较大规模的反应。它的一个优点就在于,反应操作简单,不需要为此建造大型的合成设施。

药明康德:这次您到访药明康德的感觉如何?

Robert H. Grubbs教授:这是一个很有趣的经历,很高兴能与这里出色的科学家们进行深入的交流与合作。我们希望借此机会让更多的人认识到,烯烃复分解反应可以被用来做很多的事情。

药明康德:您对药明康德公司里成千上万名化学工作者以及他们的同行有何寄语?

Robert H. Grubbs教授:我希望他们能找到一个自己真正能从中获得很多乐趣的化学领域,并愿意为此进行长时间的辛勤付出


参考资料:

https://www.caltech.edu/about/news/caltech-mourns-the-loss-of-nobel-laureate-robert-h-grubbs

https://www.sohu.com/a/147639766_282570

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