1902年諾貝爾化學(xué)獎赫爾曼·費歇爾

 　　19世紀(jì)下半葉和20世紀(jì)之初，在有機化學(xué)領(lǐng)域中，德國的費歇爾是最知名的學(xué)者之一。

　　他發(fā)現(xiàn)了苯肼，對糖類、嘌呤類有機化合物的研究取得了突出的成就，因而榮獲1902年

　　的諾貝爾化學(xué)獎。他是第二個榮獲此項榮譽的化學(xué)家，可見科學(xué)界對他的推崇。對于大

　　多數(shù)諾貝爾獎獲得者來說。獲獎的成果可以說是他一生中在科學(xué)上最主要的貢獻。然而

　　對費歇爾來說，他在科學(xué)征途上更令人敬仰的成就，卻是在他獲得諾貝爾獎之后完成的

　　。他對科學(xué)發(fā)展的貢獻，歸納起來，主要有以下四個方面，一、對糖類的研究;二、對

　　嘌呤類化合物的研究：三、對蛋白質(zhì);主要是氨基酸、多肽的研究;四、在化工生產(chǎn)和

　　化學(xué)教育上的貢獻。由此可見，他的研究領(lǐng)域集中在對有機化學(xué)中那些與人類生活、生

　　命有密切關(guān)系的有機物質(zhì)的探索。可以說他是生物化學(xué)的創(chuàng)始人。

　　獻身科學(xué)的一生經(jīng)歷

　　艾米爾·費歇爾于1852年10月9日主于德國科隆市附近的奧伊爾斯金亨鎮(zhèn)。兩個哥哥

　　早亡，余下的是五個姐姐，所以他既是幼子又是獨子，在家里受到大家的喜愛，他父親

　　勞倫斯。費歇爾是個富有商人，除經(jīng)營葡萄酒、啤酒外，還是一些啤酒廠、毛紡廠、鋼

　　管廠、玻璃廠及礦山企業(yè)的董事。在艾米爾少年時代，他父親正傾注全力發(fā)展他的毛紡

　　廠，親自動手建立了一個小染坊，把買來的染料反復(fù)調(diào)和進行試驗。由于缺乏化學(xué)知識

　　，實驗總不象作買賣那么順心，為此他常嘮叨：“如果家里有一個化學(xué)家，這些困難便

　　好解決了。”后來相繼建立的鋼鐵廠、水泥廠也迫切需要化學(xué)知識，致使他父親對化學(xué)

　　這門科學(xué)更加崇拜。父親的這一思想給費歇爾留下了深刻印象，他暗暗下定決心，將來

　　一定要作一個化學(xué)家。

　　1869年艾米爾以第一名的成績從中學(xué)畢業(yè)，他沒有忘記父親過去的囑咐：“要把自

　　己的一生獻給科學(xué)，你就應(yīng)該選擇化學(xué)。”毅然決定投考大學(xué)化學(xué)系。當(dāng)他將這一決定

　　付諸于行動時，他父親卻猶豫了，那么大的家產(chǎn)和企業(yè)由誰來繼承?只有艾米爾。于是

　　父親改變了主張，動員艾米爾從商：“你還不滿17歲，這么小的歲數(shù)就入大學(xué)也沒什么

　　意思，是不是花一年半載時間學(xué)點商業(yè)事務(wù)。”父命難違，艾米爾只好到他姐夫經(jīng)營的

　　一個木材公司見習(xí)。

　　此時的艾米爾一心早已撲在了化學(xué)這門科學(xué)里了，所以他來到木材場后，很快自建

　　了個簡易的化學(xué)實驗室。白天就關(guān)在實驗室里按照書本埋頭做實驗，什么商業(yè)買賣，他

　　根本沒去考慮。他姐夫不得不向他父親匯報：“艾米爾這孩子在商業(yè)上不會有出息。”

　　面對這一狀況，他父親實在沒辦法，只好讓步，“既然他不愿做買賣，就讓他上學(xué)吧!

　　”就這樣，文米爾實現(xiàn)了自己的志愿，進入波恩大學(xué)化學(xué)系。

　　在波恩大學(xué)，主要的化學(xué)教授是著名的凱庫勒。凱庫勒的講課水平很高，給學(xué)生們

　　留下深刻的印象，但是該校的化學(xué)實驗室卻非常簡陋，連天平都是不準(zhǔn)確的。對此費歇

　　爾有自己的看法，他認(rèn)為學(xué)習(xí)化學(xué)就必須做化學(xué)實驗，只有掌握了高超的實驗技術(shù)，才

　　能成為一個有作為的化學(xué)家。他的這一觀點幾乎貫穿于他一生的治學(xué)活動。他對于創(chuàng)立

　　一整套假說或某一學(xué)說絲毫不感興趣。而是致力于發(fā)現(xiàn)和闡明新的實驗事實，依靠堅韌

　　不拔的毅力和出類拔革的實驗技巧，開辟有機化學(xué)研究的新領(lǐng)域。為此，他在波恩大學(xué)

　　學(xué)習(xí)了一年之后，就忍痛離開了他尊敬的老師凱庫勒，轉(zhuǎn)學(xué)到舒特拉斯堡大學(xué)：從學(xué)于

　　實驗有機化學(xué)家拜爾。當(dāng)時，正是德國以染料為中心的有機合成工業(yè)蓬勃發(fā)展的時候，

　　許多化學(xué)家都把合成染料的研究選作自己的課題，拜爾當(dāng)時的主要研究對象就是曙紅、

　　靛藍等有機染料。費歇爾在拜爾指導(dǎo)下所做的許多實驗大多與染料有關(guān)，他的畢業(yè)論文

　　就是關(guān)于酚染料的研究。在拜爾的指導(dǎo)下，費歇爾不僅全面掌握了化學(xué)的最基礎(chǔ)的知識

　　，同時獲得了化學(xué)實驗技巧的嚴(yán)格訓(xùn)練。 1874年：他以優(yōu)異的成績從大學(xué)畢業(yè)，隨后留

　　校作拜爾的助手。

　　1875年拜爾應(yīng)聘去慕尼黑大學(xué)，接替剛?cè)ナ赖睦畋认Ａ粝碌慕搪殹Ａ魬僮约豪蠋煹?/p>

　　費歇爾跟著來到慕尼黑大學(xué)，在這里他開始研究堿性品紅。由于成績突出， 1878年他被

　　任命為講師，第二年進而被提升為副教授。當(dāng)時他還不滿27歲。

　　1882年，他接受了艾爾蘭很大學(xué)的聘書、出任化學(xué)教授。兩年后又轉(zhuǎn)到維爾茨堡大

　　學(xué)任教。他之所以選擇這所大學(xué)，是因為這里為他創(chuàng)造了一個較好的實驗研究條件;在

　　他完成了教學(xué)任務(wù)后，可以專心致志地從事他所喜愛的研究。1883年，德國最著名的化

　　工企業(yè)——巴登苯胺和純堿制造公司曾以超過任何大學(xué)教授收入的10萬馬克高薪聘請他

　　出任公司的研究室主任，盡管他對染料工業(yè)很感興趣，但是喜歡不受拘束地進行科學(xué)研

　　究的費歇爾還是果斷地拒絕了。就在維爾茨堡大學(xué)的10年中，他在糖類和嘌呤類化合物

　　的研究中取得了突破性的成就。

　　1892年，柏林大學(xué)化學(xué)教授霍夫曼去世。柏林大學(xué)是當(dāng)時德國的最高學(xué)府，化學(xué)教

　　授一職必是聘請德國化學(xué)界最有威望的教授出任，所以誰來接替霍夫曼留下的空缺是化

　　學(xué)界所關(guān)注的。第一位候選人應(yīng)是凱庫勒，第二位候選人是拜爾，但是他們兩位均因年

　　高而不愿離開原地。費歇爾是大家公認(rèn)最合適的候選人。而費歇爾對自己在維爾茨堡的

　　工作環(huán)境很滿意，無意離開。柏林大學(xué)和教育當(dāng)局熱切邀請，費歇爾的父親和妻子也都

　　鼓勵他去柏林應(yīng)聘，尤其是柏林大學(xué)擁有更豐富的科學(xué)活動，更可觀的研究經(jīng)費和一大

　　批優(yōu)秀的學(xué)生，這使他動心了。整整思索了10天，最后他決定去柏林接受聘任。年僅40

　　歲的費歇爾成了德國化學(xué)界的最高權(quán)威，關(guān)于蛋白質(zhì)和氨基酸的研究就是在這里開始的

　　。作為當(dāng)時柏林大學(xué)的化學(xué)教授，除了完成本校教學(xué)任務(wù)外，還必須兼任軍醫(yī)學(xué)院的化

　　學(xué)教授，還必須參加醫(yī)師、藥劑師、教師的資格審定以及醫(yī)療事件的裁定。他經(jīng)常參加

　　普魯士科學(xué)院的有關(guān)組織和活動，連續(xù)幾屆被選為德國化學(xué)會會長。這些繁忙的工作和

　　事務(wù)花費了他不少精力，為了不中斷在科學(xué)中的繼續(xù)探索，他只好有意識地躲避各種社

　　交活動，欣然地犧牲了業(yè)余時間和個人享受。長期的勞累終于拖垮了他的健康。到第一

　　次世界大戰(zhàn)爆發(fā)時，他已未老先衰，身患多種疾病。就是這樣，他所處的地位仍迫使他

　　為解決戰(zhàn)時所需求的科學(xué)技術(shù)問題而奔忙。到1919年他的身體完全垮了，經(jīng)搶救、療養(yǎng)

　　都無濟干事。7月15日不幸病逝，終年67歲。

　　費歇爾臨終前仍念念不忘化學(xué)的發(fā)展，在遺囑中他吩咐從他的遺產(chǎn)中拿出75萬馬克

　　，獻給科學(xué)院，作為基金提供給年輕化學(xué)家使用，鼓勵他們?yōu)榘l(fā)展化學(xué)科學(xué)而努力。

　　永載史冊的科學(xué)業(yè)績

　　費歇爾最初的研究領(lǐng)域是染料，其中最主要的成績是對品紅的研究。1858年霍夫曼

　　曾用四氯化碳處理粗的苯胺，得到一種紅色染料，他稱它為堿性品紅。它可以直接染毛

　　、絲及棉織品，還是鑒別酮和醛的較好試劑。但是堿性品紅究竟是什么?霍夫曼沒有解

　　答。費歇爾仔細(xì)地研究了品紅的性質(zhì)，為合成這一染料提供了 實驗基礎(chǔ)。

　　就在研究各種染料的過程中，他發(fā)現(xiàn)了化合物苯肼，它是聯(lián)氨(NH2NH2)中氫原子

　　被苯基所取代而生成的化合物(C6H5-NH·NH2)。通過進一步研究，費歇爾還發(fā)現(xiàn)它是

　　鑒定醛和酮的更好試劑，為他以后的研究提供了一種重要的手段。

　　在染料研究中積累一定經(jīng)驗后，費歇爾把研究對象轉(zhuǎn)封了碳水化合物，因為他覺得

　　碳水化合物與人類生活關(guān)系更密切。碳水化合物最基本的物質(zhì)是各類糖類，其次是淀粉

　　和纖維素。費歇爾對糖類化合物開始研究時，科學(xué)家僅知道有四種單糖(葡萄糖、果糖

　　、半乳糖、山梨糖)，它們的分子式都為C6H12O6。雙糖有蔗糖。乳糖，其分子式為C12

　　H22O11，還知道淀粉、纖維素水解的最終產(chǎn)物也是糖類。但是由于相當(dāng)多的糖類在不純

　　時不易取得結(jié)晶而妨礙了對糖類的鑒別和進一步的深入研究。費歇爾發(fā)現(xiàn)苯肼與糖反應(yīng)

　　產(chǎn)生腙，腙在過量的苯肼中進一步形成腙，不同的糖可以形成不同結(jié)晶狀態(tài)和熔點的腙

　　，運用這一簡單的機理便可以鑒別各種糖。在費歇爾之前，德國化學(xué)家吉里安尼已發(fā)現(xiàn)

　　葡萄糖與氫氰酸(HCN)的加成反應(yīng)，其產(chǎn)物經(jīng)水解和還原后得到了正庚酸，并以此推斷

　　出葡萄糖是一種直鏈的五羥基醛;果糖是直鏈的五羥基酮，運用這一機理還可以將戊糖

　　變成己糖、已糖變成庚糖。主要是運用上述兩機理，費歇爾從1884年起，斷斷續(xù)續(xù)地花

　　費了10年時間，系統(tǒng)地研究了各種糖類。他還發(fā)現(xiàn)并總給出將糖類還原為多元醇、將醛

　　糖氧化為碳酸等研究糖類的新方法，在此基礎(chǔ)上他得心應(yīng)手地合成了50多種糖分子。通

　　過研究，費歇爾確定了許多糖類的構(gòu)型。例如己醛糖的16種旋光異構(gòu)體中，有12種是他

　　鑒定的，由于費歇爾的努力，終于探明了單糖類的本性及其相互間的關(guān)系。

　　費歇爾根據(jù)他所掌握有關(guān)糖類的豐富知識，還提出了一個有關(guān)發(fā)酵機理的著名假說

　　。。他認(rèn)為糖類物質(zhì)由于酶的存在而發(fā)生分解，而不同的糖需要有不同的酶的作用才能

　　分解，這可能因為糖和酶的分子結(jié)構(gòu)有某些共同點，猶如鎖頭與鑰匙的關(guān)系。

　　對雙糖類的研究，費歇爾也取得了很大成績，但是對于淀粉、纖維素等多糖類化合

　　物的研究，他卻沒有如愿地進行下去。在實驗中常使用苯肼，這使他慢性中毒，不得不

　　停止接觸這一試劑。

　　從1882年到1906年，嘌呤類化合物也是費歇爾的主要研究對象。這類化合物包括可

　　可堿;茶堿、咖啡堿等有生理活性的物質(zhì)。因為它們分別是可可、茶、咖啡中起興奮作

　　用的成分，因此費歇爾決定研究它們。

　　費歇爾的研究從尿酸入手，尿酸是人們最早認(rèn)識的嘌呤化合物中的一種。通過深入

　　研究，他逐個地確定了上述物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)，還合成了上述物質(zhì)的母體化合物——嘌

　　呤及其許多衍生物。他制備了當(dāng)時尚未被認(rèn)識的天然的嘌呤衍生物，其中包括他發(fā)現(xiàn)的

　　安眠藥：二乙基巴比妥酸。他還探索了嘌呤類化合物與糖類及磷酸的結(jié)合，指出由它們

　　能夠得到構(gòu)成細(xì)胞的主要成分——核酸，從而為生物化學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　1899年開始，費歇爾選擇了一個更難的課題，即對氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)的研究，

　　蛋白質(zhì)與人類的生活、生命關(guān)系更為密切。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，一個分子往往有幾

　　千個原子。面對這一難題，費歇爾充滿信心他說：“關(guān)于有機合成的這項研究，由于先

　　輩們留下了寶貴的經(jīng)驗方法，在短短的63年內(nèi)征服了尿素、脂肪、多種酸類。鹽基、染

　　料等，并進而征服了尿酸和糖類。從而可以斷言，面對任何活著的有機體產(chǎn)物，我們都

　　不必膽怯。”對蛋白質(zhì)的研究，贅歇爾決定從它的基本組成氨基酸開始。為了認(rèn)識所有

　　的氨基酸，他發(fā)展和改進了許多分析方法，將各種氨基酸分離出來進行鑒別。由于他的

　　辛勤勞動，人們認(rèn)識了19種氨基酸，自然界中有幾十萬種蛋白質(zhì)，而它們都是由20種氨

　　基酸以不同數(shù)量比例和不同排列方式結(jié)合而成的。在進一步探索蛋自質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)及

　　合成方法時，他發(fā)現(xiàn)將氨基酸合成，首先得到的不是蛋白質(zhì)，而是他命名為多肽的一類

　　化合物。將蛋白質(zhì)進行分解首先得到的也是多肽一類化合物。根據(jù)這一實驗事實，1902

　　年他提出了蛋白質(zhì)的多肽結(jié)構(gòu)學(xué)說。指出：蛋白質(zhì)分于是許多氨基酸以肽鍵結(jié)合而成的

　　長鏈高分子化合物。兩個氨基酸分子結(jié)合成二肽，三個氨基酸分子結(jié)合成三肽，多個氨

　　基酸分子結(jié)合成多肽。隨后他合成了100多種多肽化合物，由簡單到復(fù)雜，開始只采用同

　　一氨基酸使其鏈逐步增長，發(fā)展到采用多種氨基酸使其氨基雙鏈伸長。1907年，他制取

　　由18種氨基酸分子組成的多肽，成為當(dāng)時的重要科學(xué)新聞。由于積勞成疾，身體狀況惡

　　化，也由于第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，費歇爾不得不中斷了這一重要的研究。

　　“生命是蛋白體的存在方式”。用現(xiàn)代的觀點來看，“蛋白體”實際上就是蛋白質(zhì)

　　和核酸的復(fù)合體。鑒于這一點，可見費歇爾研究工作的重要意義，他為現(xiàn)代蛋自質(zhì)和核

　　酸的研究奠定了一個重要的基礎(chǔ)。