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阿道夫·溫道斯
來源:互聯(lián)網(wǎng)

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)生于柏林逝于哥廷根市,德國化學家,因研究一族固醇和它們與維生素的關系,并發(fā)現(xiàn)維生素D,而獲得1928年的諾貝爾化學獎。他是阿道夫·布滕安特的博士導師,后者也在1939年獲得了諾貝爾化學獎。

人物經(jīng)歷

溫道斯1876年12月25日,出生于柏林一個平民家庭,后被一富有的工業(yè)世家寡婦收養(yǎng)。他的父親是服裝制造者阿道夫·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。他沒有繼承祖業(yè),開始想當醫(yī)生,曾于柏林大學攻讀醫(yī)學,后來在費希爾的影響下,改學有機和生化,成了費希爾的助手。1897 年在柏林大學獲學士。

1900年溫道斯獲博士學位,論文是關于心臟毒,尤其是來自毛地黃屬的化合物。畢業(yè)后,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。溫道斯和迪爾斯的友誼一直持續(xù)到后者1954年逝世。

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(jié)構(gòu)還一無所知。從一開始他就意識到固醇是合成其他一些物質(zhì)的材料,后來在1903年發(fā)表了《論膽固醇》,同年任弗萊堡大學講師。

1919年他成功將膽固醇轉(zhuǎn)化為膽酸(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(fā)現(xiàn),膽固醇可以經(jīng)幾個步驟后轉(zhuǎn)化為維生素D3。除了固醇研究,溫道斯還發(fā)表了關于葡萄糖分解、固醇的熱分解、咪唑環(huán)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(yī)學化學教授。1915年他成為哥廷根市化學教授,1944年退休,那時他已是普通化學實驗室主任了,也是哥廷根、柏林、普魯士、巴伐利亞州科學院院士,倫敦化學學會名譽會員。他的學生包括阿道夫·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(jié)構(gòu)中所含的不是咪唑環(huán),而是噻唑環(huán)、嘧啶環(huán)。溫道斯還用實驗研究了氫化環(huán)系統(tǒng)順式和反式,反式-己二烯二酸連接的立體化學問題?;瘜W療法是他后期生涯中關注的主要問題。

1959 年 6 月 9 日他在德國哥廷根去世,享年 83 歲。

人物成就

1901年溫道斯開始進行膽固醇(膽甾醇)結(jié)構(gòu)的研究和測定工作(這是他從博士學位研究以來所關注的一個題目),持續(xù)了約30年。溫道斯1903年發(fā)表了第一篇題為《膽甾醇》的首創(chuàng)性論文。1907年他合成了組胺,這是一種具有重要的生理學性質(zhì)的化合物。他還發(fā)現(xiàn)其他許多化合物也具有與膽甾醇相類似的結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì),他把這類化合物歸并成一族,后來定名為類固醇。溫道斯是甾族化合物的主要創(chuàng)始人。他發(fā)現(xiàn)膽甾醇和膽汁酸具有相同的母核。膽甾醇是該母核帶有仲醇和異辛基側(cè)鏈而形成的化合物。母核被證實是由 4個高度飽和的稠環(huán)構(gòu)成的。

1925年,作為類固醇研究的權(quán)威,溫道斯受赫斯之邀去紐約研究維生素D,他同時還與倫敦的科學家合作研究。

1927年,兩個小組通過一系列巧妙的化學轉(zhuǎn)化并與已知化合物比較,推導出麥角固醇可能是食物中維生素D的前體。次年溫道斯回到哥廷根市的實驗室,又分離出該維生素的三種形式:兩種得自受輻照植物的固醇,他稱之為D1和D2;一種分離自受輻照的皮膚,他稱之為D3。

1931年,艾斯丘(F. A. Askew)的英國小組緊隨其后,確定了維生素D2的化學組成(現(xiàn)稱為麥角骨化醇),它是由麥角固醇衍生而來的。5年后,溫道斯合成了7-脫氫膽甾醇分子,并通過輻照將其轉(zhuǎn)化為維生素D3,現(xiàn)稱為膽骨化醇

通過溫道斯對膽甾醇的研究,人們終于在1932年確定了這個化合物的結(jié)構(gòu)。

溫道斯的另一個重要貢獻是把上述研究方法應用于維生素的研究, 他發(fā)現(xiàn)了維生素D可由類固醇的分子被陽光照射破壞一個鍵后生成。這就為照射法提供了理論根據(jù),照射法就是通過曝曬在紫外線之下可以提高象牛奶和面包這類食品中的維生素D的含量。

溫道斯還在1932年確定了維生素B1(硫胺)分子中硫原子的位置,這項研究對于確定這種重要化合物的結(jié)構(gòu)來說是一個重要的步驟。

溫道斯的研究工作還有助于性激素化學的建立,促進了治療心臟病的藥物的研究。

他也因研究甾醇類的結(jié)構(gòu)及其與維生素的關系而獲得1928年諾貝爾化學獎。他把獲得的化學獎金全部用于擴大自己創(chuàng)辦的維生素研究所。

據(jù)瑞典皇家科學院的H·G·瑟德鮑姆教授在授獎詞說,溫道斯對于固醇的研究意圖揭示有機化合物互相轉(zhuǎn)換的性質(zhì)。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(zhí)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于動物界植物界,但在細菌中未發(fā)現(xiàn)的不含氮大分子醇類。膽固醇最早是從膽石癥中提煉出來的,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、46個氫原子、1個氧原子。它在自然界中都有被發(fā)現(xiàn),它的單一醇類,在某種程度上,能夠化為不同的脂肪酸。雖然它大量集中在腦部,但在人類血清中發(fā)現(xiàn)的含量展現(xiàn)出很大的不同。高含量的膽固醇會富集在肝中并造成損害,溫道斯根據(jù)那個時代的實驗數(shù)據(jù)相信,膽固醇含量中等或偏高的飲食與動脈硬化有一定聯(lián)系。

溫道斯做過廣泛研究的另一種重要固醇麥角固醇,它發(fā)現(xiàn)于酵母和其他真菌中。麥角固醇分子由27個碳、42個氫、1個氧構(gòu)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(lián)系。它可以自然產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為膽烷酸。一般的膽酸源于膽烷酸。威蘭將膽烷酸與固醇聯(lián)系起來。

溫道斯之后證明了類固醇維生素D的關系。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(fā)現(xiàn)反應可在極低的溫度下發(fā)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(zhuǎn)化為維生素D,但沒有成功。

溫道斯繼續(xù)改進實驗,從而定量的證明了麥角固醇與維生素D有著相同的實驗式。為了區(qū)分是聚合還是異構(gòu)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范圍內(nèi)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(gòu)化為維生素D內(nèi)基的可能性。這可能是在紫外照射時發(fā)生的。仔細的實驗證明羥基并不會在照射中分解,所以醇并不會變成酮基。他對只用單一方法并不滿意,多次以合成法制備酮,發(fā)現(xiàn)它并不能成為活性的維生素。

另一種可能性是雙鍵被異構(gòu)化至另一位置。溫道斯用定量實驗證明雙鍵數(shù)量在麥角固醇維生素D中并無不同,證明異構(gòu)化是雙鍵移位或者立體結(jié)構(gòu)重整的作用。

獲得榮譽

溫道斯獲得過諾貝爾化學獎(1928)、巴斯德獎章(1938)、歌德獎章(1941)、大鐵十字勛章(1951)、和平十字勛章(1952)。

個人生活

1915年溫道斯與伊麗莎白·雷紹結(jié)婚,他們有3個孩子。

參考資料 >

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