吴成泰 何永炳

（武汉大学化学系 430072）

1987 年 诺 贝 尔 化 学 奖 授 予 美 国 化 学 家 彼 德 森

（CharlesJ.Pedersen）、克拉姆（DonaldJamesCram）教授和法国化学家莱恩（Jean-Marie Lehn）教授三人，表彰他们先后发现一类具有特殊结构和性质的环状化合物，为实现人们长期寻求合成与天然蛋白质功能一样的有机化合物这一目标方面取得了“开拓性的成就”。

彼德森（生于 1904 年）曾在美国杜邦公司工作。1962 年，他在合成双（邻羟基苯氧基）-乙基醚时，意外地发现了一种分子结构形似皇冠的大环聚醚化合物，他称之为“冠醚”（crown ether）。经过 5 年的深入研究，他于 1967 年在日本东京举行的国际第十届配位化学学术会议上首次报道了他的系统研究成果，并发表了两篇开创性的论文，详尽地阐述了冠醚化合物的合成方法及其对金属离子特殊的络合行为。

1968 年，年仅 29 岁的法国路易·巴斯德大学莱恩教授和他的合作者，以巧妙的设计思想、精湛的实验技术合成了一类分子结构像土穴一样的大二环型化合物——“穴醚”（cryptand），同时研究了穴醚化合物对金属离子发生络合作用的特异行为。

彼德森和莱恩的重大发现和卓越研究，已被化学界公认为是现今蓬勃发展的冠醚化学（或称大环聚醚化学）的里程碑。

美国加州大学洛杉矶分校的克拉姆教授在彼德森的“基本性发现” 的基础上，合成和研究了一系列具有光学活性的冠醚化合物，试图模拟酶和底物的相互关系，以具有显著的“分子识别”能力的冠醚作为主体， 有选择地与作为客体的底物分子发生络合作用，从而创立了“主-客体化学”（Host-Guest Chemistry）（也称“主-客体络合物化学”）。

莱恩以极大的精力合成了结构复杂的大二环、大三环和大四环型的穴醚化合物，且在分子识别的研究中找到了“能够决定分子相互识别， 像是一把钥匙开一把锁那样相适合的能力的”结构因素，并于 1978 年提出了“超分子化学”（Supermolecular Chemistry）的概念。

纵观以上的发展过程，可以看出，这三位化学家相互发展了对方的研究成果和经验，为化学研究中最活跃的和不断扩展的领域之一的主-客体化学和超分子化学奠定了具有深远意义的基础。

笔者有幸于 1980 年和 1986 年分别赴莱恩教授实验室工作和学习，

并于 1980 年接待过他在我校的访问和讲学。对于他荣获诺贝尔化学奖， 我们由衷地感到高兴，同时对于莱恩对笔者个人的友谊和关怀以及悉心的指导和帮助，更是永志不忘。值此，我们愿将莱恩留给我们的深刻印象介绍给未来的化学家，期待着你们为祖国争得享名世界的荣誉。

莱恩于 1939 年 9 月 30 日出生在法国下莱茵（Bas-Rhin）地区的罗塞姆（Rosheim）。他父亲是一个管风琴演奏者。他在斯特拉斯堡市路易·巴斯德大学完成学业之后，在法国著名化学家乌里松（G.Ourisson）教授

① 刊于 1988 年第 3 卷第 5 期第 1 页

指导下完成了博士论文，并于 1963 年获法国国家博士学位。嗣后，他在美国著名化学家、诺贝尔化学奖获得者伍德瓦德（R.B.Woodward）实验室做博士后研究工作。回国后，他选择了教师职业，在路易·巴斯德大学任教。1966 年，他被提升为讲师；1970 年晋升为教授；1979 年被聘为法兰西学院教授，美国哈佛大学、英国剑桥大学、瑞士苏黎士高等工业技术学校、德国法兰克福大学和西班牙巴塞罗那大学等校的客座教授。

从 60 年代初开始，莱恩在法国科学技术研究中心（CNRS）的资助下， 组织和领导了路易·巴斯德大学 Le Bel 研究所的物理有机化学实验室。30 余年来，他在国际刊物上发表了数百篇研究论文。由于其卓越的研究成就，他曾多次荣获法国国家和法国化学会的最高奖励。1985 年以来， 他被选为法兰西科学院、美国科学院和英国皇家科学院院士，在国际化学界享有很高的声誉。

莱恩的科学研究方向是非常广泛而又相互联系的，现扼要归纳起来，大致有以下 7 个方面：（1）理论有机化学：应用量子力学的《从头算起》方法研究分子构象的能垒以及有机分子及其络合物的电子结构；

（2）分子动力学：研究液体结构和分子运动，以及在生物物理研究中， 中性载体的分子动力学；（3）穴醚化合物的合成及其络合物的研究，包括复杂结构的穴醚对金属离子的络合选择性和负离子反应活性的研究；

1. 分子络合物的研究：分子络合物的合成和包络其他分子的络合物的生成研究（例如“Cascade”串联型络合物等）；（5）分子催化：小分子活化、光解水以及模拟酶的水解催化作用等；（6）有机分子和碱金属离子的专一迁移系统研究，包括离子载体的合成和性质研究；（7）核磁共振研究：采用富里叶转换核磁共振谱仪研究异核络合物的核磁共振谱，以及分子的四极矩研究。这七个方面是相互联系的，并且注重基础理论研究和开拓新的应用前景结合起来，因而他和他的同事们的研究受到学术界和实业界的关注。

莱恩所创立的“超分子化学”这个新领域，正是他长期在研究穴醚及其络合物、分子识别、分子催化和分子动态学诸方面所取得的成果的基础上发展起来的。他既继承前人的学术思想和研究成果，又在新的实验结果中融合着创新和开拓精神。众所周知，在许多生物化学反应中， 分子的识别过程，像酶和底物的识别或在选择性传递过程中载体和底物的识别，对深入研究生命体的运动有着极其重要的作用。因此，对自然的模拟以及对模拟分子识别过程所设计的模型体系的研究，首先要求设计合成具有特定结构的分子作为接受体，使其能识别底物。莱恩认为， 基于共价结合的分子化学（molecular chemistry），是借共价键结合而成分子接受体，这种受体是不尽完善的。若考虑到使受体具有选择络合离子或分子的结构形式和能力，且又使底物可借各种分子内作用（电性作用、氢键、范德华作用力以及近距离斥力等）与受体结合，这样就导致分子的“聚集”。莱恩称其为“超分子”（Supermolecule）。超分子化学就是分子内键合和分子聚集的化学。超分子兼有分子识别、分子催化和选择性迁移的功能。莱恩教授及其合作者的大量工作使超分子化学的研究日益推进，展示了充分调节分子体系、发展新的化学分支的崭新的前景。

莱恩在科学上的建树，是他勤奋努力的结果。他认为：“那些认为

科学难搞的人，其实就是不愿付出心血之辈。”他常说：“干我们这一行，每一秒钟都是可贵的，是不能浪费的。我们没有选择的余地，一天只有 24 个小时！”笔者在和他的接触中，深深地感到了这一点。他每天

工作 14—15 小时，大多数节假日都在实验室里渡过。有次笔者在谈及研究工作的进展时，感叹地引用了一句法国谚语：“巴黎不是一天建成的”，他听后很激动。他认为：“每个人都要有敏锐的判断力，已经开始做的事情，就要坚持不懈地做下去，不可半途而废；需要继续做的事情就要有充分的勇气坚持做到底。”他这种坚韧不拔的精神，无疑对我们每个人都是一种鼓舞。

莱恩教授在科学实践的道路上，是一位既富有想象和探索精神而又实实在在的学者。他从不满足已有的成绩，而是经常地在课堂上和实验室里向人们提出许多新奇而有趣的问题。他说他“喜欢到未知领域里去解决某些难题”。他很谦虚，乐意与访问教授、博士生，乃至刚进实验室的青年学生讨论和研究问题。当有了新的构想，他就立即和别人一道搞设计和亲自动手实验。他非常热情地支持新的探索，鼓励青年人潜心钻研，但又严格要求他们“一刻也不要离开自己的实验台”，要有信心和勇气，“没有努力也便没有成功。”

莱恩教授获得诺贝尔化学奖，既是他个人的荣誉，也是法国化学界的荣耀。自 1935 年法国化学家约里奥·居里夫妇因在人造放射性元素的合成和研究方面的成就而获得诺贝尔化学奖以来，他是唯一的荣获诺贝尔化学奖的法国化学家。

在结束本文时，还要提到莱恩教授对我国和我国科学事业的发展所寄予的深切期望。1981 年，当笔者将离法返国时，他热情地举行了他的“中国之行”介绍会，放映幻灯片，介绍中国的教育和科学研究事业及各地风光。他认为最幸运的事情莫过于亲耳聆听中国编钟的优美音韵。他高度赞扬中国文化的伟大，相信“中国一定会成功，全世界都会景仰中国”。

今天莱恩的成功对我们是很大的激励，愿我国青年化学家以莱恩的精神勉励自己，勇攀高峰，为祖国、为人类做出更大的贡献。