初中化學化學家生物化學的創(chuàng)始人費歇爾

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生物化學的創(chuàng)始人費歇爾費歇爾

(公元1852～1919)19世紀下半葉和20世紀之初，在有機化學領域中，德國的費歇爾是最知名的學者之一。他發(fā)覺了苯肼，對糖類、嘌呤類有機化合物的探討取得了突出的成就，因而榮獲1902年的諾貝爾化學獎。他是其次個榮獲此項榮譽的化學家，可見科學界對他的推崇。對于大多數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上最主要的貢獻。然而對費歇爾來說，他在科學征途上更令人仰慕的成就，卻是在他獲得諾貝爾獎之后完成的。他對科學發(fā)展的貢獻，歸納起來，主要有以下四個方面：

一、對糖類的探討；

二、對嘌呤類化合物的探討；

三、對蛋白質；主要是氨基酸、多肽的探討；

四、在化工生產和化學教化上的貢獻。

由此可見，他的探討領域集中在對有機化學中那些與人類生活、生命有親密關系的有機物質的探究?？梢哉f他是生物化學的創(chuàng)始人。獻身科學的一生經驗

艾米爾·費歇爾于1852年10月9日主于德國科隆市旁邊的奧伊爾斯金亨鎮(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，在家里受到大家的寵愛，他父親勞倫斯。費歇爾是個富有商人，除經營葡萄酒、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，把買來的染料反復調和進行試驗。由于缺乏化學學問，試驗總不象作買賣那么順心，為此他常嘮叨：“假如家里有一個化學家，這些困難便好解決了?！焙髞硐嗬^建立的鋼鐵廠、水泥廠也迫切須要化學學問，致使他父親對化學這門科學更加崇拜。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，將來肯定要作一個化學家。

1869年艾米爾以第一名的成果從中學畢業(yè)，他沒有遺忘父親過去的叮囑：“要把自己的一生獻給科學，你就應當選擇化學?！币闳淮_定投考高?；瘜W系。當他將這一確定付諸于行動時，他父親卻遲疑了，那么大的家產和企業(yè)由誰來繼承？只有艾米爾。于是父親變更了主見，動員艾米爾從商：“你還不滿17歲，這么小的歲數就入高校也沒什么意思，是不是花一年半載時間學點商業(yè)事務?！备该y違，艾米爾只好到他姐夫經營的一個木材公司見習。

此時的艾米爾一心早已撲在了化學這門科學里了，所以他來到木材場后，很快自建了個簡易的化學試驗室。白天就關在試驗室里依據書本埋頭做試驗，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?！泵鎸@一狀況，他父親實在沒方法，只好讓步，“既然他不愿做買賣，就讓他上學吧！”就這樣，文米爾實現了自己的志愿，進入波恩高?；瘜W系。

在波恩高校，主要的化學教授是聞名的凱庫勒。凱庫勒的講課水平很高，給學生們留下深刻的印象，但是該校的化學試驗室卻特別簡陋，連天平都是不精確的。對此費歇爾有自己的看法，他認為學習化學就必需做化學試驗，只有駕馭了超群的試驗技術，才能成為一個有作為的化學家。他的這一觀點幾乎貫穿于他一生的治學活動。他對于創(chuàng)立一整套假說或某一學說絲毫不感愛好。而是致力于發(fā)覺和闡明新的試驗事實，依靠堅韌不拔的毅力和出類拔革的試驗技巧，開拓有機化學探討的新領域。為此，他在波恩高校學習了一年之后，就忍痛離開了他敬重的老師凱庫勒，轉學到舒特拉斯堡高校：從學于試驗有機化學家拜爾。當時，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，很多化學家都把合成染料的探討選作自己的課題，拜爾當時的主要探討對象就是曙紅、靛藍等有機染料。費歇爾在拜爾指導下所做的很多試驗大多與染料有關，他的畢業(yè)論文就是關于酚染料的探討。在拜爾的指導下，費歇爾不僅全面駕馭了化學的最基礎的學問，同時獲得了化學試驗技巧的嚴格訓練。1874年，他以優(yōu)異的成果從高校畢業(yè)，隨后留校作拜爾的助手。

1875年拜爾應聘去慕尼黑高校，接替剛去世的李比希留下的教職。留戀自己老師的費歇爾跟著來到慕尼黑高校，在這里他起先探討堿性品紅。由于成果突出，1878年他被任命為講師，其次年進而被提升為副教授。當時他還不滿27歲。

1882年，他接受了艾爾蘭根高校的聘書、出任化學教授。兩年后又轉到維爾茨堡高校任教。他之所以選擇這所高校，是因為這里為他創(chuàng)建了一個較好的試驗探討條件；在他完成了教學任務后，可以用心致志地從事他所寵愛的探討。1883年，德國最聞名的化工企業(yè)——巴登苯胺和純堿制造公司曾以超過任何高校教授收入的10萬馬克高薪聘請他出任公司的探討室主任，盡管他對染料工業(yè)很感愛好，但是寵愛不受拘束地進行科學探討的費歇爾還是堅決地拒絕了。就在維爾茨堡高校的10年中，他在糖類和嘌呤類化合物的探討中取得了突破性的成就。

1892年，柏林高校化學教授霍夫曼去世。柏林高校是當時德國的最高學府，化學教授一職必是聘請德國化學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界所關注的。第一位候選人應是凱庫勒，其次位候選人是拜爾，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)境很滿足，無意離開。柏林高校和教化當局熱切邀請，費歇爾的父親和妻子也都激勵他去柏林應聘，尤其是柏林高校擁有更豐富的科學活動，更可觀的探討經費和一大批優(yōu)秀的學生，這使他動心了。整整思索了10天，最終他確定去柏林接受聘任。年僅40歲的費歇爾成了德國化學界的最高權威，關于蛋白質和氨基酸的探討就是在這里起先的。作為當時柏林高校的化學教授，除了完成本校教學任務外，還必需兼任軍醫(yī)學院的化學教授，還必需參與醫(yī)師、藥劑師、老師的資格審定以及醫(yī)療事務的裁定。他常常參與普魯士科學院的有關組織和活動，連續(xù)幾屆被選為德國化學會會長。這些繁忙的工作和事務花費了他不少精力，為了不中斷在科學中的接著探究，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。長期的勞累最終拖垮了他的健康。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)時所需求的科學技術問題而奔忙。到1819年他的身體完全垮了，經搶救、療養(yǎng)都無濟干事。7月15日不幸病逝，終年67歲。

費歇爾臨終前仍記憶猶新化學的發(fā)展，在遺囑中他叮囑從他的遺產中拿出75萬馬克，獻給科學院，作為基金供應應年輕化學家運用，激勵他們?yōu)榘l(fā)展化學科學而努力。永載史冊的科學業(yè)績

費歇爾最初的探討領域是染料，其中最主要的成果是對品紅的探討。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。它可以干脆染毛、絲及棉織品，還是鑒別酮和醛的較好試劑。但是堿性品紅原委是什么？霍夫曼沒有解答。費歇爾細致地探討了品紅的性質，為合成這一染料供應了試驗基礎。

就在探討各種染料的過程中，他發(fā)覺了化合物苯肼，它是聯氨（NH2NH2）中氫原子被苯基所取代而生成的化合物（C6H5-NH·NH2）。通過進一步探討，費歇爾還發(fā)覺它是鑒定醛和酮的更好試劑，為他以后的探討供應了一種重要的手段。

在染料探討中積累肯定閱歷后，費歇爾把探討對象轉封了碳水化合物，因為他覺得碳水化合物與人類生活關系更親密。碳水化合物最基本的物質是各類糖類，其次是淀粉和纖維素。費歇爾對糖類化合物起先探討時，科學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C12H22O11，還知道淀粉、纖維素水解的最終產物也是糖類。但是由于相當多的糖類在不純時不易取得結晶而阻礙了對糖類的鑒別和進一步的深化探討。費歇爾發(fā)覺苯肼與糖反應產生腙，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晶狀態(tài)和熔點的腙，運用這一簡潔的機理便可以鑒別各種糖。在費歇爾之前，德國化學家吉里安尼已發(fā)覺葡萄糖與氫氰酸（HCN）的加成反應，其產物經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)地探討了各種糖類。他還發(fā)覺并總給出將糖類還原為多元醇、將醛糖氧化為碳酸等探討糖類的新方法，在此基礎上他得心應手地合成了50多種糖分子。通過探討，費歇爾確定了很多糖類的構型。例如己醛糖的16種旋光異構體中，有12種是他鑒定的，由于費歇爾的努力，最終探明白單糖類的本性及其相互間的關系。

費歇爾依據他所駕馭有關糖類的豐富學問，還提出了一個有關發(fā)酵機理的聞名假說。。他認為糖類物質由于酶的存在而發(fā)生分解，而不同的糖須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構有某些共同點，如同鎖頭與鑰匙的關系。

對雙糖類的探討，費歇爾也取得了很大成果，但是對于淀粉、纖維素等多糖類化合物的探討，他卻沒有如愿地進行下去。在試驗中常運用苯肼，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探討對象。這類化合物包括可可堿；茶堿、咖啡堿等有生理活性的物質。因為它們分別是可可、茶、咖啡中起興奮作用的成分，因此費歇爾確定探討它們。

費歇爾的探討從尿酸入手，尿酸是人們最早相識的嘌呤化合物中的一種。通過深化探討，他逐個地確定了上述物質的組成和結構，還合成了上述物質的母體化合物——嘌呤及其很多衍生物。他制備了當時尚未被相識的自然的嘌呤衍生物，其中包括他發(fā)覺的安眠藥：二乙基巴比妥酸。他還探究了嘌呤類化合物與糖類及磷酸的結合，指出由它們能夠得到構成細胞的主要成分——核酸，從而為生物化學的發(fā)展奠定了基礎。

1899年起先，費歇爾選擇了一個更難的課題，即對氨基酸、多肽及蛋白質的探討，蛋白質與人類的生活、生命關系更為親密。蛋白質的結構特別困難，一個分子往往有幾千個原子。面對這一難題，費歇爾充溢信念他說：“關于有機合成的這項探討，由于先輩們留下了珍貴的閱歷方法，在短短的63年內折服了尿素、脂肪、多種酸類。鹽基、染料等，并進而折服了尿酸和糖類。從而可以斷言，面對任何活著的有機體產物，我們都不必害怕?！睂Φ鞍踪|的探討，贅歇爾確定從它的基本組成氨基酸起先。為了相識全部的氨基酸，他發(fā)展和改進了很多分析方法，將各種氨基酸分別出來進行鑒別。由于他的辛勤勞動，人們相識了19種氨基酸，自然界中有幾十萬種蛋白質，而它們都是由20種氨基酸以不同數量比例和不同排列方式結合而成的。在進一步探究蛋自質的組成和結構及合成方法時，他發(fā)覺將氨基酸合成，首先得到的不是蛋白質，而是他命名為多肽的一類化合物。將蛋白質進行分解首先得到的也是多肽一類化合物。依據這一試驗事實，1902年他提出了蛋白質的多肽結構學說。指出：蛋白質分于是很多氨基酸以肽鍵結合而成的長鏈高分子化合物。兩個氨基酸分子結合成二肽，三個氨基酸分子結合成三肽，多個氨基酸分子結合成多肽