野依良治

野依良治

野依良治(Ryoji Noyori),1938年9月3日出生於日本兵庫縣蘆屋市,是日本著名的有機化學家,畢業於京都大學,現任名古屋大學教授、名古屋大學理學研究科主任,併入選為中國科學院外籍院士。2001年,因對不對稱合成的貢獻,時任名古屋大學教授的野依良治,獲得了當年的諾貝爾化學獎和沃爾夫化學獎。

野依良治於1961年本科畢業於京都大學工學部,1963年於京都大學工學研究科畢業后,留校擔任助教。1968年,他被名古屋大學理學院聘為副教授,之後於1969年到1970年期間,前往美國哈佛大學博士后留學。1972年,33歲的野依良治回到名古屋大學,擔任教授至今,並同時擔任名古屋大學理學研究科的主任。

野依的恩師野崎一教授說,野依太熱衷化學實驗了,有一次實驗中發生了爆炸,野依負了重傷,脖子縫了好多針,但不久他又出現在實驗室里。人們都說野依是一隻“不死鳥”。從師野崎教授讀研究生時,野依是出名的拚命三郎。那時平均每周要熬兩個通宵,但從看不到他有些許疲倦。野依良治是繼福井謙一和白川英樹之後,第三位在化學領域獲得諾貝爾獎徠的日本科學家。他在威廉·諾爾斯的基礎上進行了深入而廣泛的研究,並開發出了性能更為優異的手性催化劑。這些催化劑用於氫化反應,能使反應過程更經濟,同時大大減少產生的有害廢棄物,有利於環境保護。這些工作對手性氫化催化劑在工業上的應用起到極大的推動作用。目前,很多化學製品、藥物和新材料的製造,都都得益於野依良治的研究。

所獲諾貝爾獎


野依良治
野依良治
2001年諾貝爾化學獎授予美國科學家威廉·諾爾斯、日本科學家野依良治和美國科學家巴里·夏普雷斯,以表彰他們在不對稱合成方面所取得的成績。瑞典皇家科學院的新聞公報說,許多化合物的結構都是對映性的,好像人的左右手一樣,這被稱作手性。而藥物中也存在這種特性,在有些藥物成份里只有一部分有治療作用,而另一部分沒有藥效甚至有毒副作用。這些葯是消旋體,它的左旋與右旋共生在同一分子結構中。在歐洲發生過妊娠婦女服用沒有經過拆分的消旋體藥物作為鎮痛葯或止咳藥,而導致大量胚胎畸形的"反應停"慘劇,使人們認識到只合成某一特定對映異構體的重要性。2001年的化學獎得主就是在這方面做出了重要貢獻。他們使用一種對映體試劑或催化劑,只合成特定的一種對映異構體,這叫做不對稱催化合成。2011年12月當選中國科學院外籍院士。

科學貢獻


1968年,諾爾斯發現了用手性膦配體與金屬銠形成的絡合物為催化劑進行不對稱催化氫化的新方法,並最終獲得了有效的對映體。20世紀70年代初,他的研究被迅速應用於一種治療帕金森症藥物的生產。1971年,Kagan從天然酒石酸出發合成了首例手性在骨架上的中心手性雙膦配體DIOP,從而拉開了手性膦配體設計合成的序幕後來,野依良治進一步發展了不對稱氫化催化劑。夏普雷斯則因發現了另一種催化方法:氧化催化而獲獎。他們的發現開拓了分子合成的新領域,對學術研究和新葯研製都具有非常重要的意義。其成果已被應用到心血管葯、抗生素、激素、抗癌藥及中樞神經系統類藥物的研製上。現在,在合成中引入不對稱催化合成已成為製藥工業中的關鍵技術。
野依良治在威廉·諾爾斯的基礎上進行了深入而廣泛的研究,開發出了性能更為優異的手性催化劑。這些催化劑用於氫化反應,能使反應過程更經濟,同時大大減少產生的有害廢棄物,有利於環境保護。這些工作對不對稱氫化催化劑在工業上的應用起到極大的推動作用。目前,很多化學製品、藥物和新材料的製造,都得益於野依良治的研究。

創新之處


野依良治的創新在哪裡呢?據他介紹:自然界存在許多光學異構體,這些物質就像人的左右手,立體結構對稱,左右相反,絕不能重合;其氣味、味道以及作用都大相徑庭;一方有益,而另一方就有害;一方是良藥,另一方就是毒藥。例如酞胺哌啶酮,它一方面有鎮靜作用,可作安眠藥;但同時它的光學異構體又會導致生物體畸形發育,孕婦服用就可致嬰兒畸形。
早在150年前,法國科學家帕斯茨爾曾說過,人類沒有單純只合成有益物質的能力。但科學家沒有被這個論斷嚇倒,尋求有益光學異構體的人工合成技術一直是化學家的一大追求。美國的巴里教授用氧化反應催化劑,野依和威廉用氫化反應催化劑分別實現了光學異構體的不對稱合成,從而改變了自有化學合成以來的所有化學合成方法,在化學界和化工企業界產生了巨大影響。
野依主張科研要簡單明了,要注意研究的波及效果。他認為沒有波及效應的研究意義不大。他在讀研究生時就開始和野崎教授共同研究分子催化劑。他們把特殊的有機分子與那些能促進化學反應的銅等金屬原子相結合,這種新型催化劑能把光學異構體的左右手性物質分別合成。但開始時,有益光學異構體的製取率只有10%,直到1980年這一比率才提高到80%。后又經過大約2年時間這個比率提高到了幾近100%。

對實際應用的貢獻


自20世紀80年代起,野依良治的科研成果在日本被大規模採用,用於生產香料和香味薄荷腦。左手性的薄荷腦氣味好聞,右手性的則沒有這種香氣。1983年野依和高砂香料工業公司合作,確立了只選擇左手性薄荷腦的製造方法。目前高砂公司已成為世界上最大的薄荷腦生產廠家,年產1000噸,可滿足全世界1/3的需求。
過去,藥品和化學品的合成首先是合成包括許多不純物質在內的混合物,然後再設法提純,即費錢費力又給環境造成破壞。而利用不對稱合成技術製造的幾乎100%是所需的物質。目前這種合成技術已經廣泛應用,如美國孟山都公司將其用於生產治療帕金森氏症的藥品,日本小野藥品工業公司用它生產生理活性物質前列腺素,日本第一製藥公司用其生產抗菌素……預計到2003年,應用這種合成技術所產生效益將達到近1500億美元。野依在這一技術的研究過程中,共發表400篇論文,論文被引用次數達2.2萬次以上,這在日本化學家中是獨佔鰲頭的。

野依良治-人生信念


要與眾不同
諾貝爾獎證書
諾貝爾獎證書
2007年3月17日,野依良治與南理工大學生進行交流時,一位學生提出了這樣一個問題:“如果中國大學生立志於獲得諾貝爾獎,您有什麼建議嗎?”他對南理工學生提出怎樣能獲得諾貝爾獎的問題相當感興趣,他認為中國大學生很活躍也很有勇氣。他給那些有志於諾貝爾獎的中國大學生提出的建議是,要有勇氣去探索,並且對所從事的科學研究領域感興趣。更為重要的是,要與眾不同。
他說,諾貝爾獎不會在同一課題下授予兩次。先驅們已經指出了通向成功的道路,但是得到成功並不容易。要去尋找新的重要的課題,而不是“流行”的課題,不能跟在別人後面走。一個科學家應該是獨一無二的。
而且野依良治認為,做到獨一無二並不是一件很難的事。他說,做到第一很難,做到唯一很容易。科學研究畢竟不同於奧林匹克競賽,奧林匹克競賽有著複雜的規則,普通人很難達到高水平。
要有確定的目標
野依徠良治認為絕大多數大學生都是積極向上的,應該確定自己將來的目標。他告訴大學生們,自己在大學時,就已經在思考將來做什麼,什麼是自己最感興趣的,什麼是自己能做的。有學生問道,有一些學生在大學里能拿到很高的分數,但後來並未獲得成功,請他給予建議。野依良治回答說,搞科學研究光拿高分是不夠的。
曾在日本的野依良治研究所工作過兩年的南理工化工學院博導張弛教授說,野依良治從周一到周六每天9點到夜裡11點工作,從不間斷。野依自己也說,他把所有的時間都獻給了科學,沒有時間休息。
野依先生自己是在12歲時開始對化學感興趣的,並立志研究化學的。他說,上初中時,父親帶他參加一個新產品展示會,一種新開發的,從水、空氣和煤中提煉的黃色尼龍絲引起了野依的極大興趣。野依看后認為,“化學真是太神奇了,能夠從幾乎什麼都沒有產生出那麼多東西來”。