有史以来最伟大的化学家：20岁那年拿到博士学位
来源｜SME科技故事
每一个不曾起舞的日子
都是对生命的辜负
二战时期，战火连天，疾病肆虐
大面积的感染，难以控制的疟疾
疾病，成了比战争更可怕的恶魔
在很多地方，抗疟疾药，成了救命的东西
而大名鼎鼎的奎宁（俗称金鸡纳霜），是当时唯一能治疗疟疾的药物
可战争期间，天然的奎宁供不应求
眼看着数百万人正深陷疟疾的威胁之中
这时候，他站了出来，成了大家的保护神
金鸡纳
维生素B12，最后一个被发现的B族维生素
最复杂的天然物质之一，有机合成界的珠穆朗玛峰
这种人体必须的维生素，却只有微生物才能生产
提取工艺复杂，产量低，价格高昂，供不应求
可却始终没有人能合成出那么复杂的物质
又是他，带领着100多位化学家一起攻关
攀登上了这座有机合成界令人望而生畏的高峰
他是有机合成界的“蓝精灵”
是因为实在偏科得太严重而被MIT退学的学生
更是有史以来最伟大的化学家之一
他是有机合成之父——罗伯特·伯恩斯·伍德沃德（Robert Burns Woodward）
…
伍德沃德出生在美国马萨诸塞州的波士顿
他从小就特别喜欢蓝色，还特别喜欢化学
当他看到要用来和生石灰混合来消毒的硫酸铜溶液的时候
那透明澄澈的蓝，那纯净美好的蓝，他简直被迷住了
刚上小学，当同龄的小伙伴只想着放学去哪里玩的时候
他就买了各种瓶瓶罐罐，在自家的地下室里捣鼓起了他的“化学实验室”
在他上高中之前，就已经把学校里通用的有机化学实验教材大部分的实验做完了
实验水平秒杀一众高中的师兄师姐
更重要的是，他收集到了几十种迷人的蓝色溶液、蓝色粉末…
德国强大的科学研究实力让年幼的伍德沃德心驰神往
可才11岁的他，也不太可能去到德国学些什么东西
不过嘛，德国有驻波士顿的领事馆
小小年纪的伍德沃德找到了领事馆的总领事
通过总领事的帮助，他拿到了只发表在德国期刊上的最顶级研究论文
当然，也学到了很多前沿的化学知识，做了更多的实验，拿到了更多的“化学蓝”
德国驻华盛顿大使馆
1933年，素有“神童”之称的伍德沃德在16岁的时候就考入了美国最出名的理工类大学——MIT（麻省理工学院）
当时的班上，除了他，都是20岁上下的大哥哥大姐姐
而年纪最小的他，从入学起就被寄予了厚望
可是伍德沃德实在是太喜欢化学了
他将自己所有的精力都投入了化学
以至于1年之后，除了化学，他所有的科目统统挂了科
MIT竟然也不接收偏科生
在MIT的校史上何曾出现过成绩如此糟糕的学生
学校二话不说，就把伍德沃德开除了
这可急坏了MIT的化学系的各位教授们
伍德沃德可是他们见过的最有化学天赋的学生
教授们聚在一起讨论了半天，给校长写了一封联名信，希望能留下这个天赋异禀的学生
第二年，18岁的伍德沃德重新回到了MIT的校园
这一回，学校为了培养他，给他开了小灶，专门安排了许多课程
伍德沃德也没有辜负大家的期望，1年的时间，他拿到了学士学位
再一年的时间，他又拿到了博士学位
当他20岁那年通过了博士论文答辩，拿到博士学位证的时候
他的很多同学（第一次入读MIT时候的同学），甚至连学士学位都还没拿到
普通人要读6年才能拿到的博士学位，他用1年就拿到了
这在MIT也是绝无仅有的
博士毕业后的伍德沃德，在哈佛大学执教
于是，哈佛大学出现了这样一幕
一位20岁的讲师在讲台上给22、23岁的学生们上课
伍德沃德博士毕业不久后，第二次世界大战拉开了序幕
在日军的占领下，来自东南亚国家的奎宁变得更为稀缺
战争，让疟疾的传播变得更为迅速与广泛
奎宁的供不应求，将数百万人的性命暴露在疟疾的威胁下
一场随时可能爆发的疟疾狂潮让所有的人都忧心不已
罹患疟疾的儿童
这时，伍德沃德做出了一个惊人的决定，人工合成奎宁
听到他要合成奎宁，他的同事们都惊呆了
纵然他是个“神童”，也不能说出什么大言不惭的话吧
上世纪40年代，有机化学总体上还是一门实验学科
当时的人们普遍认为，像奎宁这样的复杂分子，是不可能被合成出来的
奎宁结构式
伍德沃德才不在乎同事们的嘲笑
他来到了实验室里，一心思索着要如何合成奎宁
苦苦想了好几天，伍德沃德仍然一筹莫展
心情烦躁不堪的他一气之下把家里所有的东西都换成了蓝色
墙壁、窗帘、床单、桌子…宁静而平和的蓝色，似乎真的让他静下了心
他躺在蓝色的床上，看着蓝色的天花板，进入了梦乡
蓝精灵般的伍德沃德
或许是他钟爱的蓝色真的给了他灵感
当伍德沃德再一次回到实验室的时候
他照着自己的想法探索了一阵
那被说成不可能能人工合成的奎宁出现在了他的眼前
伍德沃德在实验室合成奎宁
55道复杂的程序，繁琐的制备方法
纵然当时的合成工艺无法进行奎宁的工业化生产
但不管怎么说，这是化学合成的一个里程碑
紧接着，伍德沃德的灵感一个接着一个蹦出来
胆固醇、可的松、叶绿素、秋水仙碱…
一大堆之前只能从天然物质中提取的化合物在他的实验室里诞生
他告诉人们，只要仔细运用物理有机化学的原理，有精细的策划，天然产物是可以通过人工的方法合成出来的
伍德沃德与叶绿素（结构式）
伍德沃德的工作更像是艺术
从那以后，合成的化学家们总是力求实用与美的结合
那个时代，被人们称为“伍德沃德时代”
他还有着非同寻常的对化学的直觉
上世纪60年代的时候，土霉素的结构式鉴定是业界的难题
众多化学家们都投入到了其结构式的研究中
各种研究数据繁多而杂乱，令人毫无头绪
伍德沃德拿了张卡片，将数据一个个罗列出来
静思良久，竟然在卡片上将土霉素的结构式一处不错的写了下来
惊呆了他的同事、朋友和众多的化学家们
土霉素结构式
1965年，凭借着在合成化学上的成就
陪跑了131次（获得过131次诺贝尔奖提名）的伍德沃德终于上位
拿到了当年的诺贝尔化学奖
就在他去领奖的路上，看着车外蓝色的天空
头孢霉素的合成方法一点点在他的脑海里拼凑了出来
于是，他硬生生的将获奖感言变成了制备头孢霉素的学术讲座
他说他已经为头孢霉素设计了切实可行的合成方法，颁奖后，很快就能将它做出来
台下的观众，台上的颁奖嘉宾，都被他说得一愣一愣的
拿到了诺贝尔奖的伍德沃德并没有就此停止自己的研究
而是向着更为艰巨复杂的化学合成方向前进
这一次，他的目标是化学合成界的珠穆朗玛峰——维生素B12
现在，维生素B12不过是药店卖的几块钱一瓶的小药片
可是在几十年前，当我们还不能合成维生素B12的时候
这种极为重要的药物，只能从动物的肝脏中提取，价格昂贵，供不应求
自然界中的维生素B12都是微生物合成的，高等动植物不能制造维生素B12。自然界中的维生素B12主要是通过草食动物的瘤胃和结肠中的细菌合成的的，因此，其膳食来源主要为动物性食品，其中动物内脏、肉类、蛋类是维生素B12的丰富来源。 维生素B12的主要生理功能是参与制造骨髓红细胞，防止恶性贫血；防止大脑神经受到破坏。
维生素B12的缺乏，会导致神经系统的损伤与恶性的贫血
精神抑郁、睡眠质量低下、记忆力下降…
对于维生素B12缺乏的人群来说，日子过得异常艰难
经过研究，伍德沃德发现，维生素B12有181个原子
这些原子在空间呈魔毡状分布，性质极为脆弱
强酸、强碱、高温，都会让维生素B12分解
这给维生素B12的合成造成了极大的困难
要想按照之前的方法，一步步的合成维生素B12，基本是天方夜谭
伍德沃德显然也知道这一点
只有创立新的合成技术，才可能攀上这座高峰
维生素B12结构式
伍德沃德觉得，自己需要再多一些的灵感
而他的灵感来源…对，就是“化学蓝”
他花了大价钱买了一辆蓝色的车，里里外外都涂成了蓝色
甚至还把自己的停车位也刷成了蓝色
他坐在车里，被蓝色包裹着，感觉好极了
这时候，灵感真的来找他了
既然不能一步步合成，那分开来，一部分一部分的合成，再拼起来，这不就行了吗
而这种方法，正是如今通用的合成复杂有机化合物的方法
有了初步的想法，还要设计合成的路线
毕竟维生素B12那么复杂，不是说一说就能合成的东西
近千个复杂的有机合成实验，11年的时间
伍德沃德终于完成了维生素B12的合成工作
维生素B12的全合成
在合成维生素B12的过程中
他还与他的合作者霍夫曼一起，提出了分子轨道对称守恒原理
这个理论，简单直观地揭示了许多有机化学反应的过程
而这个理论的创立，使霍夫曼、福井谦一同获得了1981年的诺贝尔化学家
伍德沃德那时候已经不在人世
他会成为为数不多的获得过两次诺贝尔奖的人
有机合成，需要长时间的守护、观察和记录
那时，伍德沃德每天的休息时间不超过4个小时
而除了睡觉和吃饭，他所有的时间都在实验室里工作
他是个出了名的工作狂魔
一辈子的时间都献给了化学研究
过于忙碌的生活让他无暇顾及自己的家庭
即便他着实有着不低的颜值，可他的3段婚姻都无疾而终
500多名学生，200多名博士与博士后
他的学生已经遍布世界各地
多个国家的院士，各种公司的技术指导
他身上的荣誉更是数不胜数
1979年，伍德沃德积劳成疾，心脏病突发而与世长辞，终年62岁
在他辞世前，他仍然念念不忘他的有机合成工作，记挂着他那还没合成完的赤霉素
为了完成他的心愿，他曾经的学生义无反顾的接替了他的研究组，完成了赤霉素的合成
正如伍德沃德所说'合成，是一门艺术'
艺术需要被传承和创新
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