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분자학의 숙달에서 의학적 혁신까지: 20세기 화학 및 생화학의 선구적인 발전

by 대기업오너 2024. 5. 2.

이 전체 합성은 실용적인 것과 과학적인 것 모두를 가지고 있습니다. "도구 혁명" 이전에 합성은 종종 또는 심지어 보통 분자 구조를 증명하기 위해 이루어졌습니다. 오늘날 그것들은 새로운 약물을 찾는 데 중심적인 요소입니다. 그들은 또한 이론을 밝힐 수 있습니다. 우드워드는 폴란드에서 태어난 로알드 호프만이라는 젊은 미국 화학 이론가와 함께 궤도 대칭 규칙의 공식화를 낳은 B12 합성의 힌트를 따랐습니다. 이 규칙은 한 단계에서 일어나는 모든 열 또는 광화학적 유기 반응에 적용되는 것처럼 보였습니다. 반응 생성물의 매우 구체적인 입체 화학적 세부 사항을 포함하여 새로운 규칙에 의해 생성된 예측의 단순성과 정확성은 합성 유기 화학자에게 매우 귀중한 도구를 제공했습니다. 입체화학은 19세기 말에 탄생하여 20세기 내내 꾸준한 관심을 받았습니다. 분자 구조의 입체적인 세부 사항은 화학적인 (및 생화학적인) 기능에 중요할 뿐만 아니라 분석하고 합성하는 것이 유난히 어려운 것으로 입증되었습니다. 세기 후반에 여러 노벨상이 입체화학의 발전을 기리기 위해 부분적으로 또는 전체적으로 영국의 데릭 바튼, 호주의 존 콘포스, 소련의 블라디미르 프롤로그 등에게 수여되었습니다. 이와 관련하여 또한 중요한 것은 1990년에 노벨 화학상을 수상한 미국인 엘리아스 J. 코리였는데, 그는 그가 역합성 분석이라고 부르는 것을 개발하여 특수 대화형 컴퓨터 소프트웨어의 도움을 점점 더 많이 받았습니다. 이 접근법은 합성 유기 화학을 변형시켰습니다. 또 다른 중요한 혁신은 조합 화학으로, 수십 개의 화합물이 동시에 준비되고 기본 유형의 모든 순열이 준비된 다음 생리학적 활동을 스크리닝하는 것이었습니다. 21세기 화학: 특히 21세기 화학산업의 특수한 초점이기 때문에 20세기 후반의 두 가지 혁신은 최소한 간략하게 언급할 필요가 있습니다. 초전도 현상은 1911년 절대영도(0 K, -273.15 °C 또는 -459.67 °F)에 매우 가까운 온도에서 발견되었습니다. 1986년에 두 명의 스위스 화학자가 바륨이 도핑된 산화란타넘이 35 K (-238 °C 또는 -397 °F)의 "높은" 온도에서 초전도가 된다는 것을 발견했습니다. 그 이후로 액체 질소의 온도인 77 K (-196 °C 또는 -321 °F) 훨씬 위에서 작동하는 새로운 초전도 물질이 발견되었습니다. 순수한 과학적 관심 외에도 많은 연구가 초전도의 실용적인 응용에 초점을 맞추고 있습니다. 1985년 텍사스주 휴스턴에 있는 라이스 대학의 리차드 스몰리와 로버트 컬은 영국 브라이튼에 있는 서식스 대학의 해럴드 크로토와 공동으로 60개의 탄소 원자로 구성된 분자를 가지고 있는 근본적인 새로운 형태의 탄소를 발견했습니다. 그들은 그것을 측지 돔의 발명가인 벅민스터 풀러의 이름을 따 벅민스터 풀러렌(후에 "버키볼"로 불림)이라고 이름 지었습니다. 풀러렌에 대한 연구는 버키볼을 대량으로 생산하는 방법이 발표되고 실제 적용이 가능한 것처럼 보였던 1990년 이후 가속화되었습니다. 1991년 사이언스 잡지는 벅민스터 풀러렌을 "올해의 분자"로 선정했습니다. 2세기 전, 영국의 에미그레 조세프 프리스틀리는 라부아지에의 화학 혁명에 의문을 제기할 수 있었습니다. 1세기 전, 어떤 사람들은 원자의 물리적 실체를 여전히 의심했습니다. 오늘날 화학자들은 주사 터널링 현미경으로 원자를 하나하나 조종할 수 있고, 나노 기술이라고 알려지게 된 다른 기술들은 빠르게 발전하고 있습니다. 화학의 역사는 놀라운 이야기입니다.  프레데릭 아우구스투스 아벨 경, 영국의 화학자: 프레데릭 아우구스투스 아벨 경(1827년 7월 17일, 영국 런던 울위치 ~ 1902년 9월 6일, 런던 웨스트민스터)은 영국의 화학자이자 폭발물 전문가로, 화학자 제임스 드워와 함께 후에 영국군의 표준 폭발물로 채택된 코다이트(1889)를 발명했습니다. 아벨은 또한 탄광의 먼지 폭발에 대한 연구를 하고, 석유의 인화점을 검사하는 장치를 발명했으며, 건면이 자발적으로 폭발하는 것을 방지하는 방법을 발견했습니다. 아벨은 왕립 폴리테크닉 기관에서 화학을 공부했고 1845년 왕립 화학 대학에서 A.W. 폰 호프만의 원래 26명의 학생 중 한 명이 되었습니다. 1852년 그는 1829년부터 그 직책을 맡고 있던 마이클 패러데이의 뒤를 이어 울위치에 있는 왕립 육군 사관학교에서 화학 강사로 임명되었습니다. 1854년부터 1888년까지 아벨은 울위치에 있는 왕립 무기고의 화학 설립에서 무기 화학자로 일하면서 폭발물에 대한 영국의 주요 권위자로 자리매김했습니다. 월리스 흄 캐러더스, 미국의 화학자: 월리스 흄 캐러더스(Wallace Hume Carothers, 1896년 4월 27일 ~ 1937년 4월 29일, 펜실베이니아주 필라델피아)는 나일론을 개발한 미국의 화학자입니다. 일리노이 대학교와 나중에 하버드 대학교에서 카로더스는 유기화학 연구와 교수를 했습니다. 1928년에 그는 델의 윌밍턴에 있는 연구소에서 E.I. du Pont de Nemours & Company에 의해 유기화학 연구 책임자로 임명되었습니다. 그는 고분자량 물질의 구조와 중합에 의한 그 형성을 조사했습니다. 이러한 기초적인 조사는 양모, 면화, 실크와 같은 천연 섬유와 비슷하고 여러 면에서 우수한 특성을 가진 인조 섬유인 나일론과 비닐아세틸렌에서 유래한 합성 고무인 네오프렌으로 이어졌습니다. 카로더스는 오랜 우울증 끝에 자살을 했습니다. 플로렌스 세이베르트, 미국의 과학자: 플로렌스 세이버트(Florence Seibert, 1897년 10월 6일 ~ 1991년 8월 23일, 플로리다주, Easton)는 투베르쿨린 검사와 정맥 주사 약물 치료의 안전 조치에 기여한 것으로 가장 잘 알려진 미국의 과학자였습니다. 세이버트는 세 살 때 소아마비에 걸렸지만, 우수한 학생이 되어 고등학교를 수석으로 졸업하고 1918년에 졸업한 메릴랜드 주 토우슨에 있는 구셔 대학에서 장학금을 받았습니다. 그녀는 제1차 세계 대전 동안 해머슬리 제지 공장에서 화학자로 일했고, 그 후 코네티컷 주 뉴 헤이븐에 있는 예일 대학에서 장학금을 받아 1923년에 생화학 박사 학위를 받았습니다. 박사 과정에서 그녀는 오염된 증류수로 만든 정맥 주사가 환자에게 열을 일으킬 수 있다는 것을 발견하고 모든 박테리아를 제거하는 새로운 증류 과정을 발명했습니다. 시카고 대학에서 박사 후 연구를 한 후, 세이버트는 시카고에 있는 스프래그 기념 연구소에서 병리학을 가르쳤고, 펜실베니아 대학의 헨리 핍스 연구소에서 생화학을 가르쳤습니다. 1937-38년, 스웨덴 웁살라 대학의 구겐하임 교수로서, 그녀는 결핵을 일으키는 바실러스 결핵으로부터 나오는 단백질 물질인 결핵균의 활성 물질을 분리하고 정제하는 수단을 발명했습니다. 최초의 정제된 단백질 유도체 결핵균을 생산하는 데 있어서, 세이버트는 최초의 신뢰할 수 있는 결핵 검사를 가능하게 했습니다. 1941년에 미국에 의해 그리고 1952년에 세계보건기구에 의해 표준으로 채택된, 결핵에 대한 이 피부 검사는 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다.