杰克·鮑德溫（1938—2020）

編譯 許林玉

杰克·鮑德溫是著名的有機化學家，其創立的規則為天然產物的合成做出了巨大貢獻。

杰克·鮑德溫（Jack Baldwin）曾直截了當地指出：“化學就是創造出從未存在過的物質。”鮑德溫最負盛名的成就是制定了一套預測合成過程中原子（主要是碳）連接成環的可能性的規則，而環是許多生物分子和藥物的結構特征。2020年1月4日，鮑德溫與世長辭，享年81歲。

1976年，鮑德溫制定的規則（也稱為鮑德溫規則）公開發表，內容篇幅僅為三頁。這套規則對于制藥和農業化學工業的有機合成工藝至關重要，也是從化學的角度理解生物學的關鍵所在。他還熱衷于探索大自然如何形成研究人員無法制造的化學物質，并因此產生了“仿生”合成理論：在實驗室里利用自然原理來改進生物分子的生成。他特別喜歡挑戰“火星分子”——他用這一術語來稱呼那些難以通過生物合成制造的天然產物。

鮑德溫對環興趣濃厚，這促使他對β-內酰胺類抗生素（其中最著名的是青霉素）進行研究。鮑德溫揭示了酶作用的機制，而這種酶作用可促進青霉素分子中心兩個環的形成。后來，其他人發現，許多生物過程都涉及相關的酶的作用，包括人體對低含氧量這一狀況的反應。

鮑德溫1938年出生于倫敦，后進入倫敦帝國理工學院攻讀化學，并獲得博士學位。他的導師德里克·巴頓（Derek Barton）是構象分析的先驅，后來榮獲諾貝爾獎。構象分析理論認為，分子的反應性可以預測其首選的三維形狀。巴頓對鮑德溫的事業影響深遠。

在帝國理工學院工作了四年之后，鮑德溫到美國待了十多年。他先是任職于賓夕法尼亞州立大學，而后進入麻省理工學院（MIT）。MIT為鮑德溫配備了一個才華橫溢的年輕團隊和最先進的儀器，這使得鮑德溫的工作在那段時間極富成效。為了詳細闡釋原子在有機反應過程中的排列方式，他將理論和幾何因素與結構信息結合起來。他的團隊利用核磁共振和X射線晶體學等技術獲得了這一結果。在MIT，他創造了一種仿生分子——當氧與鐵結合時，這類分子就像血液中的血紅蛋白一樣，能夠可逆地結合。

1978年，鮑德溫被聘請為英國牛津大學戴森·佩林斯實驗室的負責人。憑借自己的科學抱負以及為實驗室配備的先進設備，鮑德溫改變了有機化學在牛津大學的地位。他的許多學生后來成為世界各地的研究翹楚。他的實驗室成果卓著，他也因此成為至少700篇論文的作者。1988年，他出任牛津大學分子科學中心的創始負責人，并在該職位上工作了10年。通過該中心的努力，牛津大學將物理學和生物科學聯系起來。

20世紀40年代，牛津大學的科學家在青霉素的提取、測試和結構分析方面發揮了開拓性作用，鮑德溫也因此受到鼓舞。他試圖從頭開始制造這種藥物。他尊重微生物生產分子的效率最優工藝流程——即使是在今天，大多數青霉素抗生素仍然是通過發酵工藝生產而成。他由此踏進了仿生合成領域。對于構造復雜多環結構的方法，他最喜歡采用的是模仿自然策略，構建一個相對簡單、卻極有可能僅需單一步驟的反應就能獲得多個環的線性框架。他通過這種方法獲得了許多“火星分子”，包括從海綿和稀有雨林植物中提取的獨特生物堿。

鮑德溫很少有時間參加牛津大學的學術會議。如果參加的話，他會暢所欲言，在科學辯論中可能顯得咄咄逼人。在其強勢的領導風格背后，是他對待下級同事的慷慨大方。盡管他憑借自己的杰出成就獲得了諸多榮譽，包括1997年的爵士頭銜，但他仍然全身心投入研究工作，從未在那些大名鼎鼎的各類委員會中謀求一席之地。他積極投身于化學工業，并竭力捍衛化學工業在社會中的地位，并鼓勵學生從事工業工作。

資料來源 Nature