ronald

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铎纳尔·克芮姆(DonaldCram)

今年6月17日，诺贝尔奖获得者铎纳尔·克芮姆

(DonaldCram)与世长辞，享年82岁。1987年，69岁的

克芮姆获得诺贝尔化学奖。这位不修边幅衣着随便的学者不

得不穿上燕尾服去领奖，然而，他并没有把获诺贝尔奖看作

他的事业的顶峰，只是看作是一件平常事。洛衫矶加州大学

(UCLA)的斯托达教授回忆道，克芮姆说过，他生在这个时代

是受到特别的恩典，因为许许多多纳税者愿意为他的癖好付

钱。克芮姆在洛杉矶加州大学追求他的嗜好50多年，越玩

越带劲。克芮姆年轻时是在佛蒙特的农村里度过的。他

四岁丧父，使他成为4姐妹及其母亲之家的唯一男子汉。小

铎纳尔快乐，好玩耍，求知欲极强，老找人麻烦。他兴趣广

泛，既翻筋斗，也读狄更斯、吉卜林、莎士比亚的小说。为

维持生计，他什么都干，铲雪、采摘苹果、平整草地。由于

他勤奋能干，16岁时同时被18个人雇佣。在一所小小的

私立学校毕业后，克芮姆得到一笔四年奖学金，到洛林斯学

院去学习。他当时就下决心要搞研究。一次，克芮姆回忆道，

当时我听到“研究”这个词眼，就觉得它需要足智多谋和创

造性，这正是我要的。从洛林斯学院毕业后，他进入内

斯布拉斯大学做硕士论文，为默克公司干活，十分出色，绚

丽多彩。随后又到哈佛大学做博士论文。1947年到UCLA。克

芮姆的早期研究生机勃勃，到处显露着顽皮男孩的淘气，他

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老是睁着闪闪发光的双眼噗噗笑，向满屋子高个子科学家们

传递着自己的热情。他在温斯坦(SaulWinstein)指导下进行

研究，深受温斯坦的影响。不久，他便发现了以他自己的姓

名命名的离子态中间物。他研究了硫化合物和cyclophane

立体化学和不对称诱导(克芮姆规则)。很快，他的研究就到

达碳负离子化学的前沿了。1959年，克芮姆与加州理工

学院的哈蒙德(GeorgeHammond)一起出版了《有机化学》一

书。这是他的第7本书。这本书对有机化学教学是革命性的。

60年代，克芮姆成为知名的有机化学家。然而，这仅仅是他

使有机化学发生变革的开始。UCLA化学教授霍克

(KendallHouk)曾说，他是化学英雄人物，他的思想不同寻

常，他执著地把这些思想变成现实。主客体化学是他的不同

寻常的思想之一。这种思想源于1967年始见于文献的冠醚。

克芮姆立即意识到这一化合物对识别分子的重要意义，决心

集中精力研究。霍克说，人们对此深表惊讶和怀疑。但是克

芮姆坚韧不拔满怀热情地研究这一不同寻常的化合物。它充

满挑战性，变革性，需要十分果断，富于创造性。克芮姆具

备这些品质。克芮姆把科学研究看作攻克最后的堡垒的

真正挑战。他高度评价创造，认为研究才给了他比画家、艺

术家、音乐家或雕刻家更多创造的机遇。他进行创造的工具

不是泥土或石块，而是原子和分子。它们形成模型，使他最

终使主客体化学脱颖而出。克芮姆对视觉图像有深刻认

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识。他的400多手稿不仅反映了他对文学的深邃知识，也反

映了他的熟练绘画技巧。借助于他对三维空间的深刻理解，

克芮姆是个建筑师，先制作模型，然后合成客体，使之与主

体吸引，连接。其中某些主客体复合物正是对酶的作用的模

拟。克芮姆以他的主客体化学与巴斯德大学的雷恩

(Jean-MarieLehn)和杜邦公司的彼德森

(en)一起分享了诺贝尔奖。他那冒险取得

了成功。雷恩在他的关于超分子的著作里对克芮姆的贡

献作的评价是，起先克芮姆的主客体讨论如何设计环醚围绕

其他物种(通常是离子)，作为客体的物种的大小和形状取决

于作为主体的醚环的物理性质。克芮姆通过加入对主体的结

构而言可谓坚固的苯环使建造主体少花费能量，从而发展了

这个领域。克芮姆和他的同事们成功地合成了千余种物理与

化学性质独特的主体分子。克芮姆的生活处处表明他喜

欢接受挑战的爱好。在教室外，实验室外，克芮姆喜欢冲浪、

网球、滑雪、游泳。他把每一项运动看作挑战。斯托达教授

说，他的最大挑战者是他自身。当他游泳时，提出高目标，

在Y分钟划水X次。他的网球是在UCLA顶尖教练指导下打

的。他做什么事都追求做得最好。冲浪充满着激情。斯托达

回忆克芮姆冲浪的情景说，他总是把他的报告做到最后提到

科学挑战比作冲浪。他也常把他的研究工作比作风口浪尖。

他喜欢风口浪尖。然而，一次风口浪尖永远是不够的。克芮

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姆永无止境，终于使他的冒险获得了诺贝尔奖。在获得

诺贝尔奖后，克芮姆接着又将他研究的有机化学领域以“果

合物化学”(Carceplexchemistry)的概念进行发展。雷

恩解释道，原始的克芮姆结构对于客体分子是个坚硬的环，

它结合了客体却仍使它暴露给外界溶液。新的果合物则涉及

包裹并结合在疏水的苯环外面的2个环状分子，称为坚果壳

分子(carcerand)，主客体的复合物则称为果合物

（carceplex)。接着克芮姆又创造了半坚果壳分子

(hemicarcerands)的概念。它的“种皮”跟果壳分子稍有差

别。客体分子只有在足够高的温度下才会进入其间，温度下

降后囚禁的分子逃不出来。克芮姆让α吡喃酮钻进半

坚果笼，结果使α吡喃酮在笼内发生了光化学反应，转化

为环丁二烯，而通常，由于环丁二烯的高反应活性，是难以

分离和研究的。克芮姆用他的半坚果壳得到了它，首次对它

进行了考察。豪松(hawthorne)教授说，我把果合物看作克

芮姆的研究顶峰，是他所得到的最精巧的东西。

果合化学使化学家得以囚禁并首次研究了许多不稳定分

子，如苯炔和环庚四烯。哥伦比亚大学化学教授布瑞斯罗夫

(RonaldBreslow)称赞克芮姆的创造发明说，他表征的果合

物化学是完完全全的创造，是激动人心的分子容器，是超诺

贝尔奖贡献。克芮姆对有机化学产生巨大冲击波。苏黎

士瑞士联邦技术研究所的底德里希(FrancoisDiederich)称

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赞克芮姆是有机化学学生和同行的出色教练和导师。他认为

存在一个国际性的克芮姆学派，继续对克芮姆的创造进行着

研究。底德里希回忆说，克芮姆把他的研究称为科学之梦，

特别的化学。他的梦做不完，他的技巧和观点使他梦想成真。

2019年3月28日至30日将在UCLA召开克芮姆讨论会。

会议以“克芮姆规则50年—克芮姆化学与化学的神话”为

题。此外，霍克及其同事们也计划在10月8日举办克芮姆

纪念活动。注文cyclophane是联吡啶氮正离子通过次甲基

与芳环串联的环状化合物，尚无史文译名，近例见

En,October,26,2019“Light-powerdemolecular

machines”一文。此节的Carceplex和carcerand的汉译

是编者杜撰的。摘自《中学化学参考》