ロバート・バーンズ・ウッドワード

ロバート・バーンズ・ウッドワード
生まれる	( 1917-04-10 )1917年4月10日 ボストン、マサチューセッツ州、米国
死亡	1979年7月8日(1979-07-08)（62歳） 米国マサチューセッツ州ケンブリッジ
母校	マサチューセッツ工科大学(学士、博士号)
知られている	画期的な有機合成 分子構造の決定 ビタミンB12全合成 ウッドワードシスヒドロキシル化 ウッドワード修正 ウッドワード合成 ウッドワードのルール ウッドワード・ドーリングキニーネ合成 ウッドワード・ホフマンルール プレヴォー・ウッドワード反応
受賞歴	百周年記念賞 （1951年） ForMemRS （1956）[1] ウィリアム・H・ニコルズ賞 （1956年） デイビー賞 （1959年） アメリカ科学賞 （1964年） ノーベル化学賞 （1965年） ウィラード・ギブス賞 (1967) コプリー賞 （1978年）
科学者としてのキャリア
フィールド	有機化学
機関	ハーバード大学
論文	エストロン問題に対する総合的な攻撃 (1937)
博士課程の指導教員	ジェームズ・フラック・ノリス・エイブリー ・エイドリアン・モートン[2]
博士課程の学生	クリストファー・フット ケン・ハウク ロナルド・ブレスロー スチュアート・シュライバー ウィリアム・R・ラウシュ デビッド・M・レマル

ロバート・バーンズ ・ウッド ワード（1917年4月10日 - 1979年7月8日）は、アメリカの有機化学者。20世紀最高の有機合成化学者と多くの人に考えられており^{[3] 、特に}複雑な天然物の合成と分子構造の決定において、この分野に多くの重要な貢献をした。彼はロアルド・ホフマンと密接に協力して化学反応の理論的研究を行った。彼は1965年にノーベル化学賞を受賞した。

ウッドワードは、1917年4月10日にマサチューセッツ州ボストンで生まれました。彼は、マーガレット・バーンズ（詩人ロバート・バーンズの子孫であると主張するスコットランドからの移民）と、彼女の夫でロクスベリーの薬剤師ハーロウ・エリオット・ウッドワードの息子であるアーサー・チェスター・ウッドワードの息子でした。

彼の父親は1918年のインフルエンザ大流行の犠牲者の一人でした。

ウッドワードは幼い頃から化学に興味を持ち、マサチューセッツ州クインシーの公立小学校、そしてクインシー高校[4]に通いながら化学を^独学で勉強していました。高校に入学する頃には、当時広く使われていたルートヴィヒ・ガッターマンの実験有機化学の教科書に載っている実験のほとんどをすでに実行していました。1928年にウッドワードはボストンのドイツ領事館の総領事（ティッペルスキルヒ男爵^[5]）に連絡を取り、彼を通してドイツの雑誌に掲載された数本の原著論文のコピーを入手することに成功しました。後にコープ講演で、これらの論文の中にディールスとアルダーによるディールス・アルダー反応に関するオリジナルの通信を偶然見つけたとき、どれほど魅了されたかを回想しています。ウッドワードは生涯を通じて、理論的にも実験的にもこの反応を繰り返し力強く利用し、研究することになったのです。 1933年、彼はマサチューセッツ工科大学（MIT）に入学したが、正式な勉強を怠ったため、1934年秋学期末に退学となった。MITは1935年秋学期に彼を再入学させ、1936年までに彼は理学士号を取得した。わずか1年後、クラスメートがまだ学士号を取得して卒業しているときに、 MITは彼に博士号を授与した。 ^[6]ウッドワードの博士論文は、女性ホルモンであるエストロンの合成に関する調査であった。^[7] MITでは、大学院生に研究指導教員をつけることを義務付けていた。ウッドワードの指導教員はジェームズ・フラック・ノリスとエイブリー・エイドリアン・モートンであったが^[要出典] 、彼が実際に彼らのアドバイスに従ったかどうかは明らかではない。イリノイ大学で短期間博士研究員として過ごした後、 1937年から1938年にかけてハーバード大学でジュニアフェローシップを取得し、その後の生涯を通じてハーバード大学で様々な役職を務めた。1960年代、ウッドワードはドナー科学教授に任命され、この称号により正式な講義から解放され、研究に全時間を費やすことができた。

1940年代初頭のウッドワードのキャリアにおける最初の大きな貢献は、天然物質の構造解明における紫外線 分光法の応用について述べた一連の論文でした。ウッドワードは大量の経験的データを収集し、後にウッドワードの法則と呼ばれる一連の規則を考案しました。これは、新しい天然物質だけでなく、非天然の合成分子の構造を発見するために適用できました。新しく開発された機器技術の迅速な使用は、ウッドワードがキャリアを通じて体現した特徴であり、それまで使用されていた構造解明の非常に退屈で時間のかかる化学的方法からの根本的な変化を示しました。

1944年、ウッドワードは博士研究員のウィリアム・フォン・エッガース・ドーリングとともに、マラリア治療に用いられるアルカロイドの キニーネの合成を報告した。この合成は、日本占領下の東南アジアから入手困難な医薬品化合物を入手する画期的成果として宣伝されたが、実際には実用的な規模で採用するには時間がかかり面倒なものであった。しかし、それは化学合成にとって画期的なことであった。この合成におけるウッドワードの特別な洞察は、ドイツの化学者パウル・ラーベが1905年にキニーネの前駆体であるキノトキシンをキニーネに変換していたことを認識したことであった。したがって、キノトキシンの合成（ウッドワードが実際に合成した）は、キニーネの合成経路を確立することになる。ウッドワードがこの偉業を成し遂げたとき、有機合成はまだ主に試行錯誤の問題であり、これほど複雑な構造を実際に構築できるとは誰も思っていなかった。ウッドワードは、有機合成を合理的な科学にすることができ、また、反応性と構造の確立された原理によって合成を促進できることを示しました。この合成は、彼が取り組むことになる一連の極めて複雑で洗練された合成の最初のものでした。

1930 年代に、英国の化学者クリストファー インゴールドやロバート ロビンソンらが有機反応のメカニズムを研究し、有機分子の反応性を予測できる経験則を考案しました。ウッドワードは、おそらくこれらのアイデアを合成の予測フレームワークとして使用した最初の有機合成化学者です。ウッドワードのスタイルは、医療上重要で構造的に複雑な天然物を合成した何百人もの合成化学者の研究にインスピレーションを与えました。

1940年代後半、ウッドワードはキニーネ、コレステロール、コルチゾン、ストリキニーネ、リゼルグ酸、レセルピン、クロロフィル、セファロスポリン、コルヒチンなど、多くの複雑な天然物質を合成しました。^{[8]これらの合成により、ウッドワードは「ウッドワード時代」と呼ばれることもある新しい合成時代を切り開き、}物理有機化学の原理を注意深く適用し、綿密な計画によって 天然物質を合成できることを示しました。

ウッドワードの合成の多くは同僚から素晴らしいと評され、彼が合成を行う前は、これらの物質を研究室で作ることは不可能だと考えていた人もいました。ウッドワードの合成には芸術的な要素があるとも評され、それ以来、合成化学者は常に合成において実用性だけでなく優雅さも求めてきました。彼の研究には、当時新しく開発された赤外線分光法、後には核磁気共鳴 分光法の技術も徹底的に使用されました。ウッドワードの合成のもう 1 つの重要な特徴は、立体化学、つまり 3 次元空間における分子の特定の配置への配慮でした。医療上重要な天然物のほとんどは、特定の立体化学を持つ場合にのみ、たとえば医薬品として有効です。これにより、「立体選択的合成」、つまり定義された立体化学を持つ化合物を生成することへの需要が生まれました。今日では、典型的な合成経路にはこのような手順が日常的に含まれていますが、ウッドワードは、徹底的かつ合理的な計画によって立体選択的な反応を実行できることを示した先駆者でした。彼の合成の多くは、分子に強固な構造要素を組み込むことによって分子を特定の構成に強制するものであり、これは今日では標準となっている手法である。この点で、特にレセルピンとストリキニーネの合成は画期的なものである。

第二次世界大戦中、ウッドワードはペニシリン計画において戦時生産委員会の顧問を務めた。ペニシリンのβ-ラクタム構造の提案者としてしばしば称賛されているが、実際にはメルク社の化学者とオックスフォード大学のエドワード・エイブラハムが最初に提案し、その後他のグループ（シェルなど）も研究した。ウッドワードは最初、ピオリアのペニシリングループが提案した誤った三環式（チアゾリジンが縮合し、アミノ架橋したオキサジノン）構造を支持した。その後、彼はβ-ラクタム構造にお墨付きを与えたが、これはすべて、当時同世代の代表的な有機化学者であったロバート・ロビンソンが提案したチアゾリジン-オキサゾロン構造に反対するものであった。最終的に、β-ラクタム構造は1945年にドロシー・ホジキンによってX線結晶構造解析によって正しいことが示された。

ウッドワードは、複雑な分子の構造を決定するために、赤外分光法と化学分解の技術も応用しました。これらの構造決定の中で注目すべきものは、サントン酸、ストリキニーネ、マグナマイシン、テラマイシンです。これらのケースのそれぞれにおいて、ウッドワードは、化学的直感と組み合わせた合理的な事実と化学原理をどのように使用すれば、目的を達成できるかを再び示しました。

1950年代初頭、ウッドワードは当時ハーバード大学にいたイギリスの化学者ジェフリー・ウィルキンソンとともに、有機分子と鉄の結合からなる化合物であるフェロセンの新しい構造を提唱した。 ^[9]これは遷移金属 有機金属化学の分野の始まりを示し、産業的に非常に重要な分野に成長した。^{[10]ウィルキンソンは1973年にこの研究で}エルンスト・オットー・フィッシャーとともにノーベル賞を受賞した。^[11]歴史家の中には、ウッドワードはウィルキンソンとこの賞を分け合うべきだったと考える者もいる。驚くべきことに、ウッドワード自身もそう考えており、ノーベル委員会に送った手紙の中でその考えを表明した。^[12]

ウッドワードは1965年に複雑な有機分子の合成によりノーベル賞を受賞した。彼は1946年から1965年までに合計111回ノミネートされていた。 ^[13]ノーベル講演で彼は抗生物質セファロスポリンの全合成について説明し、ノーベル賞授賞式の頃に完成するように合成スケジュールを早めたと主張した。

1960年代初頭、ウッドワードは、それまでに合成された中で最も複雑な天然物質であるビタミンB ₁₂の研究を始めました。チューリッヒの同僚アルバート・エッシェンモーザーとの注目すべき共同研究により、約100人の学生とポスドク研究者からなるチームが、この分子の合成に何年も取り組みました。この研究は、1973年にようやく発表され、有機化学の歴史に残る画期的な成果となりました。合成には約100段階のステップが含まれ、ウッドワードの研究の特徴である厳密な計画と分析が伴いました。この研究は、他のどの研究よりも、十分な時間と計画があれば、どんな複雑な物質でも合成可能であることを有機化学者に確信させました（ウッドワードのポスドク学生の1人である岸義人の研究グループが合成したパリトキシンも参照）。2019年現在、ビタミンB ₁₂の全合成は他に発表されていません。

同年、ウッドワードはB12合成時に行った観察に基づき_、ロアルド・ホフマンと有機反応の生成物の立体化学を解明するための規則（現在ではウッドワード＝ホフマン規則と呼ばれている）を考案した。[14] ウッドワードは有機合成化学者としての経験に^基づき、分子軌道の対称性に基づいたアイデアを定式化した。彼はホフマンに、これらのアイデアを検証するための理論計算を依頼した。計算はホフマンの拡張ヒュッケル法を用いて行われた。「ウッドワード＝ホフマン規則」と呼ばれるこれらの規則の予測は、多くの実験によって検証された。ホフマンは、異なるアプローチで同様の研究を行った日本人化学者福井謙一とともに、この研究で1981年のノーベル賞を共同受賞した。ウッドワードは1979年に亡くなり、ノーベル賞は死後に授与されることはない。

ハーバード大学在学中、ウッドワードは 1963年にスイスのバーゼルに拠点を置くウッドワード研究所の所長に就任した^。[15]また、1966年から1971年まで母校であるMITの理事、イスラエルのワイツマン科学研究所の理事も務めた。 [^要出典]

ウッドワードはマサチューセッツ州ケンブリッジで睡眠中に心臓発作を起こして亡くなった。当時、彼は抗生物質エリスロマイシンの合成に取り組んでいた。彼の教え子は彼について次のように語っている。^[要出典]

私は RB ウッドワードに多大な恩義を感じています。ウッドワードは、結果がはっきりわからなくても、知性と努力で解決できるという自信を持って難しい問題に取り組むことができることを教えてくれました。ウッドワードは、現代の有機化学の素晴らしさと、詳細で慎重な推論の分野との関連性を教えてくれました。ウッドワードは、専門化する必要がないことを教えてくれました。ウッドワードは、合成戦略、難しい構造の演繹、新しい化学の発明、そして理論面でも大きな貢献をしました。ウッドワードは、私たちの科学に完全に没頭することで得られる満足感を、自らの手本として学生たちに教えてくれました。この素晴らしい化学者との交流の思い出は、私にとって宝物です。

ウッドワードは生涯で約 200 の出版物を執筆または共著しており、そのうち 85 は完全な論文で、残りは予備的な報告、講義のテキスト、レビューです。彼の科学活動のペースはすぐにすべての実験の詳細を発表する能力を上回り、彼が参加した研究の多くは彼の死後数年まで発表されませんでした。ウッドワードは 200 人以上の博士課程の学生とポスドクを指導し、その多くが後に著名なキャリアを築きました。

彼の教え子の中で最も有名な人物には、ロバート・M・ウィリアムズ（コロラド州立大学）、ハリー・ワッサーマン（エール大学）、岸義人（ハーバード大学） 、スチュアート・シュライバー（ハーバード大学）、ウィリアム・R・ラウシュ（スクリップスフロリダ大学）、スティーブン・A・ベナー（フロリダ大学）、ジェームズ・D・ウエスト（モントリオール大学）、クリストファー・S・フット（カリフォルニア大学ロサンゼルス校）、ケンドール・ハウク（カリフォルニア大学ロサンゼルス校）、ポルフィリン化学者ケビン・M・スミス（ルイジアナ州立大学）、トーマス・R・ホイエ（ミネソタ大学）、ロナルド・ブレスロー（コロンビア大学）、デビッド・ドルフィン（ブリティッシュコロンビア大学）などがいます。

ウッドワードは化学に関する百科事典的な知識と、細部にわたる並外れた記憶力を持っていました。^[16]おそらく彼を同僚たちと最も区別する特質は、化学文献からの異なる知識の糸を結び付け、それを化学の問題に適用するという彼の並外れた能力でした。^[16]

ウッドワードはその功績により、 1948年にアメリカ芸術科学アカデミー^[17]、1953年に米国科学アカデミー[18]、1962年^{にアメリカ哲学協会[19]}、そして世界中^{のアカデミーの会員に選出されるなど、多くの賞、栄誉、名誉博士号を授与された。また、ポラロイド、}ファイザー、メルクなど多くの企業のコンサルタントでもあった。その他の受賞歴は以下の通り。

ウッドワードはまた、以下の大学から名誉博士号を含む 20以上の名誉学位を授与されている^{[22] 。}

1938年、彼はイルヤ・プルマンと結婚し、二人の娘、シイリ・アンナ（1939年生まれ）とジーン・キルステン（1944年生まれ）をもうけた。1946年、彼はポラロイド社で知り合った芸術家兼技術者のエウドキア・ミュラーと結婚した。この結婚は1972年まで続き、娘と息子、クリスタル・エリザベス（1947年生まれ）とエリック・リチャード・アーサー（1953年生まれ）をもうけた。^[6]

彼の講義はしばしば3時間から4時間続いた。^[5]彼の最も長い講義は「ウッドワード」と呼ばれる時間単位を定義し、その後の講義は「ミリウッドワード」の長さとみなされた。^[23]これらの講義の多くで、彼はスライドの使用を避け、多色のチョークで構造を描いた。通常、講義を始めるには、ウッドワードは到着してカウンタートップに大きな白いハンカチを2枚並べる。片方には4色か5色のチョーク（新しいチョーク）が色ごとにきちんと並べられ、長い列になっている。もう片方のハンカチには、同じように印象的なタバコの列が置かれている。前のタバコで次のタバコに火をつける。ハーバードでの彼の木曜日のセミナーは夜遅くまで続くことが多かった。彼は青に執着しており、彼のスーツ、車、さらには駐車スペースも青で塗られていた。^[5]

彼の研究室の1つでは、学生たちが巨匠の大きな白黒写真を天井から吊るしていた。写真には大きな青い「ネクタイ」が添えられていた。この写真は1970年代初めから数年間吊るされていたが、研究室で起きた小さな火災で焼けてしまった。^[要出典]彼は運動が嫌いで、毎晩数時間しか眠れず、ヘビースモーカーで、スコッチウィスキーとマティーニを好んでいた。^{[1] [24]}

Wikiquote にロバート・バーンズ・ウッドワードに関する引用があります。

• ロバート・E・コーラーがロバート・バーンズ・ウッドワードのセミナーで行ったメモ（科学史研究所デジタルコレクション）
• Nobelprize.org の Robert Burns Woodward 氏1965年12月11日のノーベル賞受賞講演を含む天然物化学の最近の進歩