阿道夫·溫道斯
阿道夫·奧托·賴因霍爾德·溫道斯(德語:Adolf Otto Reinhold Windaus,1876年12月25日—1959年6月9日)是一名德國化學家,1928年因其在固醇領域的研究成果而獲諾貝爾化學獎。
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出生 | 1876年12月25日![]() |
逝世 | 1959年6月9日![]() | (82歲)
國籍 | ![]() ![]() ![]() ![]() |
母校 | 柏林洪堡大學 弗萊堡大學 |
知名於 | 組胺、膽固醇研究 |
獎項 | 諾貝爾化學獎 (1928) |
科學生涯 | |
研究領域 | 有機化學 生物化學 |
博士生 | 阿道夫·布特南特 |
早年
編輯阿道夫·溫道斯在1876年聖誕節生於柏林,他的父親是服裝製造者阿道夫·溫道斯,母親是瑪格麗特·埃爾斯特。他在柏林法語文理學校受了早期教育,那時他喜歡文學。1895年起進入柏林洪堡大學和弗萊堡大學學習醫學,1897年他通過了初級醫學測試。在柏林學習時,他聽了埃米爾·費歇爾的化學課程。當時費歇爾正從事生物化合物的研究,比如蛋白質和糖類。
對化學的興趣促使他在弗萊堡跟隨著名化學家海因里希·基利安尼學習這個領域。費歇爾和基里安尼設計了使用氰醇中間體將較小的糖類合稱為大分子糖類的方法。基里安尼指導溫道斯開始了對固醇的研究,後來溫道斯正是因為對這個領域的貢獻而獲得諾貝爾獎。溫道斯帶着對化學的興趣繼續研讀醫學,受魏斯曼影響,溫道斯還副修了動物學。
研究生涯
編輯1900年溫道斯獲博士學位,論文是關於心臟毒,尤其是來自毛地黃屬的化合物。畢業後,溫道斯去了柏林,成了埃米爾·費歇爾的助手。在那兒他與奧托·迪爾斯成為了好友。迪爾斯後來在1950年與阿爾德因對有機合成的貢獻分享了諾貝爾化學獎。溫道斯和迪爾斯的友誼一直持續到後者1954年逝世。
溫道斯與弗朗茨·克諾普合作進行了重要的研究,後者以對脂肪酸降解的研究而知名。二人一道研究了咪唑衍生物,結果發現了組胺激素。由於組胺的重要藥用價值,溫道斯成為了德國化學工業的重要人物。
1901年溫道斯回弗萊堡開始研究膽固醇,當時人們對它的化學結構還一無所知。從一開始他就意識到甾醇是合成其他一些物質的材料,後來在1903年發表了《論膽固醇》。1919年他成功將膽固醇轉化為膽烷酸(早些時候由他的另一好友、諾貝爾化學獎得主奧托·威蘭由膽汁酸中分離),證明了膽汁酸與甾醇密切相關。他還發現,膽固醇可以經幾個步驟後轉化為維生素D3。
除了固醇研究,溫道斯還發表了關於葡萄糖分解、固醇的熱分解、咪唑環的合成與分裂的大量文章。
溫道斯1906年被任命為助理教授,1913年成為因斯布魯克大學應用醫學化學教授。1915年他成為哥廷根化學教授,1944年退休,那時他已是普通化學實驗室主任了。他的學生中包括阿道夫·布特南特和漢斯·布羅克曼。
1925年,他應阿爾弗雷德·赫斯的邀請到紐約研究維生素D。他與法本公司合作研究了維生素B1,證明其化學結構中所含的不是咪唑環,而是噻唑環、嘧啶環。溫道斯還用實驗研究了氫化環系統順式和反式連接的立體化學問題。化學療法是他後期生涯中關注的主要問題。
獲諾貝爾獎的固醇研究
編輯據瑞典皇家科學院的H·G·瑟德鮑姆教授在授獎詞說,溫道斯對於固醇的研究意圖揭示有機物互相轉換的性質。瑟德鮑姆用「勤勉」和「機智」形容溫道斯的工作。瑟德鮑姆在授獎詞中形容溫道斯以「解釋執行的明晰」來「克服最大的實驗困難」。
1928年12月12日,溫道斯在獲獎演說中敘述了他在固醇領域的研究。他將固醇定義為分布於動物界和植物界,但在細菌中未發現的不含氮大分子醇類。膽固醇最早是從膽結石中提煉出來的,它是一種不飽和化合物,在整個人體中都存在,分子中包含27個碳原子、46個氫原子、1個氧原子。它在自然界中都有被發現,它的單一醇類,在某種程度上,能夠酯化為不同的脂肪酸。雖然它大量集中在腦部,但在人類血清中發現的含量展現出很大的不同。高含量的膽固醇會富集在肝中並造成損害,溫道斯根據那個時代的實驗數據相信,膽固醇含量中等或偏高的飲食與動脈硬化有一定聯繫。
溫道斯做過廣泛研究的另一種重要固醇是麥角固醇,它發現於酵母和其他真菌中。麥角固醇分子由27個碳、42個氫、1個氧構成。它有三個雙鍵,而膽固醇中只有一個。
溫道斯與好友威蘭的工作通過一種雙氫固醇——糞酯醇有了聯繫。它可以自然產生,但不能通過膽固醇的氫化來合成。在實驗室中,溫道斯用鹽酸初治使膽固醇轉化為糞酯醇。以糞酯醇為初始材料,溫道斯用吸收氧化劑的方法將其轉化為膽烷酸。一般的膽酸源於膽烷酸。威蘭將膽烷酸與固醇聯繫起來。
溫道斯之後證明了類固醇與維生素D的關係。他用波長248nm到313nm的紫外線照射麥角固醇得到了維生素D。溫道斯還探索了照射的條件。他發現反應可在極低的溫度下發生,但若照射時間太長,維生素D會被破壞。他希圖用純化學方法將麥角固醇轉化為維生素D,但沒有成功。
溫道斯繼續改進實驗,從而定量的證明了麥角固醇與維生素D有着相同的實驗式。為了區分是聚合還是異構化,他做了分子量的研究,確定了這兩個化合物的分子量在誤差範圍內相等。
接下來溫道斯考察了類固醇中的醇加上一個雙鍵異構化為維生素D內酮基的可能性。這可能是在紫外照射時發生的。仔細的實驗證明羥基並不會在照射中分解,所以醇並不會變成酮基。他對只用單一方法並不滿意,多次以合成法製備酮,發現它並不能成為活性的維生素。
另一種可能性是雙鍵被異構化至另一位置。溫道斯用定量實驗證明雙鍵數量在麥角固醇與維生素D中並無不同,證明異構化是雙鍵移位或者立體結構重整的作用。
榮譽
編輯除了諾貝爾獎,溫道斯還獲得過巴斯德獎章(1938)、歌德獎章(1941)、大十字勳章(1951)、 和平十字勳章(1952)。
家庭
編輯1915年溫道斯與伊麗莎白·雷紹結婚,他們有3個孩子。1959年6月9日,他在哥廷根病逝。
參考資料
編輯- Butenandt, A. "Adolf Windaus, December 25, 1876 to June 9, 1959"; Bayr, Akad. Wiss:Jahrb. 1960, 157-64.
- Leicester, H.M. "Windaus, Adolf Otto Reinhold"; Dictionary of Scientific Biography; Gillispie, C.C.,Ed.;Charles Scribner's Sons:New York, 1976; Vol. 14, pp443-446.
- Haas, J.: Vigantol – Adolf Windaus und die Geschichte des Vitamin D. (2007) ISBN 3-8047-2223-7.