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标  题: 化学迈向辉煌的新世纪(3)[转]
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标  题: 化学迈向辉煌的新世纪(3)
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3　化学面临的机遇
　　化学在取得辉煌业绩的同时，已在不断渗入到各种前沿学科。下面列举1980年以来

诺贝尔化学奖的名单，作些分析。
1980～1997年间诺贝尔化学奖
时间 获奖者 主要工作
1980 P.Berg.W.Gilbert 基因重组DNA，DNA顺序
1981 R.Hofmann,福井谦一 分子轨道对称，前沿轨道
1982 A.Klug X\|射线测定染色体结构
1983 H.Taube 金属络合物间电子转移
1984 R.B.Merrifield 固相合成
1985 H.A.Hauptman,J.Kart 直接法解X\|衍射晶体结构分析
1986 J.C.Polanyi,D.Herschbach,李远哲 分子束
1987 C.J Pedersen,D.J.Cram,J.M.Lehn 超分子，主客体
1988 J.Deisenhofer,H.Michel,R.Huber 生物中光能和电子转移
1989 S.Altman,T.R.Cech Ribozyme
1990 E.J.Corey 有机合成设计和合成
1991 R.R.Ernst 二维核磁共振
1992 R.A.Marcus 电子转移
1993 K.Mullis,M.Smith PCR,寡聚核苷酸导向的定位突变
1994 G.A.Olah Carbocation
1995 M.Molina,F.S.Rowland,P.Crutzen 臭氧层的破坏
1996 H.Kroto,R.Smalley,R.Curl C60
1997 J.Walder,P.Boyer,J.Skou ATP合成酶，离子泵
1998 Walter Kohn,John A.Pople 量子化学
　　通常诺贝尔化学奖所表彰的工作是10年前甚至20年前完成的。但是这一评选则是以

现代科学发展的眼光来进行的。一定程度上反映了对化学发展趋势和方向的看法。
　　首先值得指出的是化学已较广泛地进入了生命科学，并为此已经或正在作出重要的

基础性贡献。在这18年间直接与生命科学有关的化学诺贝尔奖从1980年的DNA到1997年的

ATP至少有七八项之多。而其它不少也或多或少地与此有关。甚至看上去是从事纯化学的

Corey，他的有机合成对象主要是与生命过程中相关的活性小分子。
　　本世纪下半叶，生命科学迅速发展的标志是分子生物学的兴起。从分子水平上理解

生物体和生命过程，实际上也就是从化学的观点去从事现代生命科学的研究。而现在生

命科学发展轨迹正朝着这样的方向前进。这种发展趋势正需要化学为此作出更多的努力

。诺贝尔化学奖既是表彰化学家对生命科学已作出的贡献，又是召唤化学家在未来作更

深的介入。
　　在40～50年代或更早从事蛋白质、多肽和核酸的化学家后来组成了生物化学，或再

晚些组成了分子生物学。世界上各国的生物化学多多少少脱离了化学系或化学社会的主

流。而在中国这种分离则特别明显。本来学科的分分合合是一个自然的现象，而现在看

来又到了合的时机，我们曾在一篇评论中提到有机化学“重返”有机体(Organic chemi

stry returns to organism)的说法，生命过程离不开蛋白质和核酸的参与，还有更多的

各式各样的有机分子甚至无机分子和金属离子涉及到这一过程。糖及糖的缀合物就是一

个突出的例子。它们是生物体中广泛存在的、起着重要生物活性的一类化合物。虽然单

糖的化学研究在本世纪初以E.Fischer为代表的化学家已经作出了诸多贡献，但是对于寡

糖、多糖和糖缀合物的化学研究，包括从分离、检出、结构鉴定、顺序测定以至合成却

缺少有效的手段，远不如对核酸、蛋白质所达到的研究水平。这种境况正给化学家提供

了大显身手的机会。
　　另一类需要强调的是调控生理和病理过程中的各种小分子。诚然本世纪中已经在生

物体内检测到了多种激素、神经递质、信使等小分子，但是仍然还有许多未知的内源性

小分子有待发现。另一方面在自然界中还有更多的其它生物体中发现的小分子或通常称

作为天然产物的小分子，其中有的已作为药物使用，有的已发现它们能影响生理、病理

过程，但是更多的却还没有放到调控生命过程这个角度上作深入研究。前几年已有人开

始将天然产物与细胞周期的调控联系起来研究。最近随着基因作图工程的开展，预计到

2005年或甚至更早，人的约80000条基因测序工作可以完成。接下来的后基因工作也就是

要如何去调控这80000条基因。能否找到相应的小分子，包括天然产物和它们的类似物去

调控基因的表达过程或直接作用于基因本身的任务理所当然地落在化学家身上。
　　化学家的另一机遇是来自材料科学的召唤。五六十年代甚至被称为进入了高分子时

代。诚然材料中的结构材料也还会有新的发展，但是对化学家来讲，由于晚近信息科学

到信息产业的崛起，功能材料的发展将会获得更多的机遇。对光、磁、声、热、电子等

材料的要求正越来越高。纳米材料、高温超导材料以至DNA芯片等名词已成为当今常见的

时髦词汇。当然这方面的实际进展则还有待时日。富勒烯之所以获得诺贝尔奖，一是由

于这一新碳结构形态的发现，二是由于富勒烯(包括碳纳米管)以及它们的衍生物、掺合

物有可能在功能材料上开拓出一片新领域。在即将来到的新世纪材料科学的领域中，无

机、有机或无机加有机，都有大显身手的机遇。有机材料虽然在稳定性上可能有它的先

天不足，但是从设计、制备特定分子结构上则可能有它的优点。


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