中外科学家发明家丛书:巴斯德 (二) |
发布于:2014/02/06 |
二、步入化学之门 担任高等师范学校研究室助手的巴斯德,边做助手工作,边做博士论文。 巴斯德与A·劳伦特合作,对结晶学的某些理论进行检验。这对巴斯德今后 从事的研究是有一定影响的。1847年8月,巴斯德通过了博士论文,获得博 士学位。他的化学论文是“亚砷酸饱和量的研究——关于亚砷酸钾、亚砷酸 铵的研究”,物理论文是:“关于液体旋偏振现象的研究。” 巴斯德整天呆在研究室里,研究他在学生时代就感兴趣的“酒石酸”。 酒石酸是瑞典化学家谢勒于1770年在葡萄酒精中叫做“酒石”的硬皮中 发现的。它在医药和染料工业中有着重要的用途。1820年凯斯特纳于设在唐 恩的酒厂制造酒石酸时,发现了副酒石酸。1828年G·吕萨克提议命名副酒 石酸为外消旋酸,确定这种酸在化学成分上与酒石酸相同。由于吕萨克提出 副酒石酸结构上的异构性概念,这种化合物变得重要了。毕奥和E·米切尔 里希确定,酒石酸及其衍生物溶液旋光向左,而外消旋酸及其衍生物对旋光 没有影响。1844年米切尔里希在一篇简报中提出,酒石酸和副酒石酸的铵纳 盐在结晶形状和原子排列方面是相同的,而光学活性却相反。 巴斯德生来就很有耐性,经过长时间的仔细观察,他发现酒石酸可分为 两类结晶,第一类为酒石酸和酒石酸盐的结晶,其上有细小的晶面,这些晶 面只存在于半数结晶的棱和相似的角上,形成半面晶形。这类晶体的映象不 能与结晶体本身重合。酒石酸盐的偏振光之所以向左,巴斯德认为与分子的 内部结构有关,形态上的不对称,与分子的不对称是一致的。第二类结晶是 在研究副酒石酸中发现的特殊的结晶,某些晶体的面向右,某些晶体的面向 左。巴斯德将结晶面向右和结晶面向左的不分拣开。将等量的两种晶体溶液 混合后,用旋光仪观察,发现溶液没有光学活性,方向相反的偏振光恰好相 互抵消,也就是左旋和右旋的外消旋酸。 对于这一新发现,巴斯德兴奋得心跳手颤,几乎无法再度控制仪器。“知 道了,知道了,都知道了!”他大叫着冲出研究室,一把抱住正在走廊里的 物理实验的助手。被抱住的助手莫名其妙,吃惊地问:“怎么啦,巴斯德先 生?知道什么了?”“发现了,我有新发现了。”“到底发现什么了?”过 了好一阵,巴斯德才平静下来,“好吧,听我说。”他热情地、详细地向这 位助手说明自己的发现。 巴斯德的恩师巴拉尔,对他的发现,视如自己的成就般的高兴。在科学 院的图书室里,巴拉尔得意地向院士们报道了巴斯德新发现的经过和内容。 科学院的毕奥对巴斯德的发现极为关切。巴斯德将左旋结晶和右旋结晶 送给毕奥检查,得到了毕奥的肯定。毕奥称巴斯德的发现“是美妙的发现!” 并拉着巴斯德的手说:“我一生深爱着科学。所以,你的这一发现,使我高 兴得可以听到自己的心跳。”毕奥接着又说:“这样的大发现,不能放着不 管。你的研究报告,我要在科学院正式发表。”他联合巴拉尔和另外三名学 者,将此一研究报告向科学院提出。 就在巴斯德准备与毕奥共同从事于新的研究时,教育部下了一道命令, 派巴斯德出任迪尊中学的物理教师。因为凡是高等师范学校的毕业生,必须 要在中学教一段时间的书,这是义务。 毕奥先生对教育部的决定也感到遗憾,他认为巴斯德起码也要被任命为 大学的副教授,因为,此时他已获得大学教授的资格,可以胜任这一职务。 1848年11月,巴斯德告别了恩师们,心怀遗憾地离开了研究工作,赴 迪尊中学报到。在中学里,巴斯德热心努力地教导学生,争取做一名好的教 师。 由于恩师帮助,巴斯德在不久之后被任命为斯特拉斯堡大学的副教授。 1849年1月15日,巴斯德抵达斯特拉斯堡。布桑松中学时的同学贝尔 坦 (早巴斯德两年考入高等师范学校,早已提任斯特拉斯堡大学物理教授) 热情的接待了他,并领他参观了学校。 巴斯德到达斯特拉斯堡大学后15天时,向这所大学的校长递交了一份申 请书。这份申请书的内容使校长大吃一惊。刚来不久的巴斯德申请校长批准 他向校长女儿玛丽的求婚。巴斯德的父亲也特地来到斯特拉斯堡 (巴斯德的 母亲已于前一年的5月去世)。校长批准了巴斯德父子的求婚,并定下这年 的5月29日为巴斯德和玛丽的结婚日。玛丽不仅是一位善良的妻子,也是巴 斯德的得力助手。她有力地支持了巴斯德非常不善于做的那部分工作,使巴 斯德能专心于自己的工作。 娶得钟爱的女子为妻的巴斯德,重又步入研究工作。 巴斯德继续从事结晶体的研究。他最初发现的左旋结晶和右旋结晶是在 粗酒石酸精制留下的母液中得到的。那么能不能用酒石酸来制备出外消旋酸 呢?远在巴黎的恩师们也非常关心巴斯德的研究。 1853年6月的一天,巴斯德打电报告诉恩师毕奥和塞纳蒙:他用人工转 换的方法,由酒石酸制备出外消旋酸。同时还得到中性的、不旋光的酒石酸。 至此,巴斯德共发现34种不同的酒石酸,即右旋酒石酸、左旋酒石酸、左旋 和右旋结合的外消旋酸,以及不旋的酒石酸。 对于巴斯德的这一成就,巴黎药学协会马上给予奖励。该协会曾经宣布 要对发明副酒石酸制造法的人颁发奖金。 法国政府授予巴斯德荣誉军团勋章,以表彰他在结晶学上所作出的贡 献。 巴斯德的研究工作揭示了酒石酸的“同分异构”现象。这一科研成果对 立体化学起了决定性的推动作用,并开辟了新的途径。
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