Нобелевские лауреаты: Роберт Бёрнс Вудворд (original) (raw)

Роберт Бёрнс Вудворд

Родился 10 апреля 1917 г., Бостон, США Умер 8 июля 1979 г., Кембридж, США Нобелевская премия по химии 1965 г. Возраст при получении премии - 48 лет. Формулировка Нобелевского комитета: «за выдающийся вклад в искусство органического синтеза».

Про этого человека говорили и говорят многие. Говорили, что для него нет ничего невозможного, говорили, что он продал душу дьяволу за успехи в науке. Сотни и тысячи людей пришли в науку уже после его смерти, но под его влиянием. Легенда, гений, имя… Этот человек привел в большую науку и меня, а стало быть, именно ему я обязан тем, что в итоге пришел к научной журналистике.

Помните, в фильме «День выборов» Леша предлагает наградить генерала Бурдуна орденом за то, «что он молодец»? В случае с Нобелевскими премиями дело обстоит не так. Почти всегда премию дают за какое-то открытие, или изобретение. Однако минимум один раз Нобелевский комитет дал премию именно за то, что лауреат — молодец. Ну а как еще расшифровать формулировку «за выдающийся вклад в искусство органического синтеза»? Потому что, по-хорошему, Роберт Бёрнс Вудворд должен был по праву получить три Нобелевские премии по химии. Но обо всем по порядку.

Несмотря на то, что Роберт Бёрнс Вудворд более, чем на 20 лет младше героя нашей первой статьи, Петра Леонидовича Капицы, пандемия испанки коснулась и его семьи: когда Вудворду был год, грипп унес жизнь его отца, Артура Честера Вудворда. Кстати, свое второе имя Вудворд-младший получил по девичьей фамилии матери, Маргарет Бёрнс, в замужестве — Вудворд. Вудворд был настоящим, классическим гением. Органику выучил уже в детстве, и еще в 11 лет получил через консула Германии копии новых статей по органике (мы помним, что языком химии тогда во многом был немецкий). Потом он часто вспоминал, что среди этих статей была и статья двух будущих нобелевских лауреатов Отто Дильса и Курта Альдера [1] об открытии их знаменитой реакции. Красивейшая реакция циклизации и один из мощнейших инструментов в руках органики потрясли Вудворда — и наука захватывает его еще больше.

реакция Дильса-Альдера

Отто Дильс

Курт Альдер

Вудворд поступил в MIT (1933), но занимался там только химией, и в итоге был отчислен. Правда, в институте быстро поняли, кого отчислили, дали Вудворду свободный график, возможность работать в лаборатории над исследованиями гормонов, которые он сам и спланировал, и уже в 1937 году Роберт получает докторскую степень (его однокурсники стали в этот год лишь бакалаврами). Впервые слава пришла к Вудворду во время войны, когда он помог наладить синтез противомалярийного препарата хинина. Вместе с Уильямом Доэрингом он разработал синтез к 1944 году всего за 14 месяцев работы, при этом имея под рукой стандартную органическую лабораторию и распространенные реактивы.

Хинин

Здесь впервые проявился метод Вудворда — от простого к сложному. Сначала формируется углеродный скелет, который затем «обвешивается» функциональными группами. Только чтобы «собрать» скелет хинина потребовалось 17 стадий синтеза, а ведь впереди были гораздо более сложные соединения.

Однако Вудворд, как казалось, мог все. Он синтезировал десятки природных соединений, в том числе и тех, которые считались невозможными. И еще установил (в том числе, синтезируя искусственные аналоги) структуры множества соединений. Кортизон, резерпин, лизергиновая кислота (да, ЛСД — тоже его творение), колхицин — лекарство от подагры, порфирин, цефалоспорин и так далее. Многие из этих синтезов сами по себе достойны «нобеля». Тот же стрихнин, синтезированный Вудвордом совместно с другим нобелиатом, Робертом Робинсоном Робинсоном (получившим премию в 1947 году за исследования алкалоидов) в 1954 году, другие исследователи смогли синтезировать только 40 лет спустя [2].

Роберт Робинсон

Стрихнин

Многое о таланте Вудворда в области установлении структуры говорит цитата нобелевского лауреата по химии Дерека Бартона (кстати, редактора огромного 12-томного руководства по органической химии, по которому учился ваш покорный слуга): «Самое блестящее решение структурной головоломки, сделанное когда-либо, было, конечно, решение проблемы террамицина (1953). Это была проблема большой индустриальной важности, и много способных химиков выполнили огромный объем работы по определению его структуры. В результате собрался впечатляющий объем противоречивых фактов. Вудворд взял большой кусок картона, выписал на него все данные и, подумав в одиночестве, вывел правильную структуру террамицина. Никто больше не смог бы этого сделать в то время».

Террамицин

Дерек Бартон

При этом «походя» Вудворд делал работы, за которые другие получали Нобелевские премии. К примеру, в 1950-х Вудворд одновременно с британцем Джефри Уилкинсом предложил вариант строения молекулы ферроцена, удивительного соединения углеводородов с железом, структуру которого долго никто не мог понять. Оказалось, что ферроцен представляет собой своеобразный «бутерброд» из двух пятичленных углеводородных ароматических колец (подобных бензолу, но отрицательно заряженных) и иона железа посередине, а химическая связь между кольцами и железом осуществляется не с отдельными атомами углерода, а сразу со всеми кольцами с использованием «групповых» электронов. Это соединение дало начало целой группе веществ "сэндвичевой" структуре - металлоценам. Уилкинсу «нобелевку» дали (вместе Эрнстом Отто Фишером), Вудворду — нет (говорят, он даже написал в Нобелевский комитет гневное письмо по этому поводу).

Джеффри Уилкинсон

структура ферроцена

Еще один пример. В 1960-х Вудворд взялся за сверхсложный синтез витамина B12. Синтез был проведен (в работе участвовало более 100 студентов и постдоков Вудворда, среди которых, к примеру, был будущий лауреат Нобелевской премии по химии и основатель супрамолекулярной химии Жан-Мари Лен) почти в сотню стадий и опубликован в 1973 году (в литературе подобных синтезов не появлялось до 2006 года). А параллельно вместе с Роальдом Хоффманом Вудворд формулирует правила симметрии молекулярных орбиталей, которые могут объяснить стереохимию реакций. Теперь правила Вудворда-Хоффмана – это основы органического синтеза, а до второй «нобелевки» 1981 года Вудворд, увы, не дожил.

структура витамина B12

Роальд Хоффман

Нобелевская премия была ожидаема. Вопрос, за что. Формулировка комитета сделала Вудворда уникальным лауреатом (разумеется, рядом с ним не поставили никого, и премию Вудворд получил единолично), и он ответил весьма интересно. Как мы помним, между присуждением премии и ее вручением проходит два месяца. И, как мы помним, нобелевский лауреат читает лекцию, посвященную тематике премии. Выбор темы у лауреата 1965 года, как мы понимаем, был огромный. И Вудворд не удержался, как сейчас принято говорить, от троллинга. За оставшиеся два месяца он ускорился, закончил синтез антибиотика цефалоспорина. И, разумеется, упомянул в лекции, что специально ускорялся, чтобы успеть к Нобелевской премии [3].

общая структура цефалоспоринов

В своем выступлении на банкете [4] Вудворд сказал, что его работа была проделана в сотрудничестве с более чем 250 сотрудников. «С ними я делил проблемы, сюрпризы и удовольствия, и их руки, умы и сердца привели меня сюда сегодня вечером. […] Как известно, Альфред Нобель учредил свою премию для вручения за личные достижения. Если я бы искал личных достижений, то, наверное, считал бы ими то, что я привел всех этих людей во власть и красоту науки органической химии».

О Вудворде и его заслугах можно писать бесконечно. И о том, что он был блестящим лектором. О том, что если с кем его и сравнивали на лекциях, так только с евангелистами. О том, что он мог начать писать формулу огромного соединения (или реакцию) с разных сторон доски, и формула точно сходилась в середине. О том, что он был основателем и редактором таких знаковых журналов по органике, как Tetrahedron и Tetrahedron Letters [5]. О том, что он не успокоился с премией и работал до последних дней, умерев, к сожалению, в 62 года от сердечного приступа (заядлый курильщик!), так и не закончив синтез эритромицина. О том, что тот же Дерек Бартон говорил, что Вудворд научил всех органиков думать…

эритромицин

Уникальные кадры - Вудворд с неизменной сигаретой читает лекцию в Гарварде (фрагмент)

Вручавший премию упсальский химик Арне Фредга сказал: «Иногда говорят, что органический синтез представляет собой одновременно точную науку и изящное искусство. Здесь неоспоримый мастер — природа. Но я осмелюсь утверждать, что лауреат премии нынешнего года доктор Вудворд по праву занимает второе место». С момента присуждения Вудворду нобелевской премии прошло ровно полвека, однако нужно сказать, что равных претендентов на второе место по-прежнему не появилось.

1. Diels, O.; Alder, K. (1928). «Synthesen in der hydroaromatischen Reihe». Justus Liebigs Annalen der Chemie 460 (1): 98–122. DOI:10.1002/jlac.19284600106
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Strychnine_total_synthesis
3. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1965/woodward-lecture.pdf
4. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1965/woodward-speech.html
5. http://www.journals.elsevier.com/tetrahedron-letters/

Опубликован в: http://polymus.ru/ru/pop-science/blogs/channels/15386-nobelevskie-laureaty/16091/