Міністерство освіти і науки України
Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара
Хімічний факультет
Аналітичний огляд на тему:
Лайнус Карл Полінг (Pouling)
(28 лютого 1901р. - 19 серпня 1994р.)
Зміст
1. ЖИТТЄПИС.
2. НАУКОВА ДІЯЛЬНІСТЬ.
2.1. Теорія резонансу.
2.2. Робота в галузі біохімії.
2.3. Праці Полінга у галузі ДНК.
2.4. Полінг і вітамін С.
2.5. Праці у роки Другої Світової війни.
2.6. Науковий медичний інститут Лайнуса Полінга.
3. НАГОРОДИ ТА ПОЧЕСНІ ЗВАННЯ.
3.1. Нобелівська премія з хімії 1954 року.
3.2. Нобелівська премія миру 1962 року.
3.3. Діючий пам'ятник великому вченому.
1. ЖИТТЄПИС.
Американський хімік Лайнус Карл Полінг (Pouling) народився 28 лютого 1901року в Портленді (штат Орегон), в родині Льюса Айзабелл (Дарлінг) Полінг і Хермана Хенрі Вільяма Полінга, фармацевта. Полінг-старший помер, коли його синові виповнилося 9 років. Полінг з дитинства захоплювався наукою. Спочатку він збирав комах і мінерали. У 13-річному віці один з друзів Полінга долучив його до хімії, і майбутній вчений почав ставити досліди. Робив він це вдома, а посуд для дослідів брав у матері на кухні.
Полінг відвідував Вашингтонську середню школу в Портленді, але не отримав атестата зрілості. Проте він записався в Орегонський державний сільськогосподарський коледж (пізніше він став Орегонським державним університетом) в Корвалліс, де вивчав головним чином хімічну технологію, хімію і фізику. Щоб підтримати матеріально себе і матір, він підробляв миттям посуду і сортуванням паперу. Коли Полінг вчився на передостанньому курсі, його як на рідкість обдарованого студента прийняли на роботу асистентом на кафедру кількісного аналізу. На останньому курсі він став асистентом з хімії, механіки та матеріалами. Отримавши в 1922 р ступінь бакалавра природничих наук в галузі хімічної технології, Полінг приступив до підготовки докторської дисертації з хімії в Каліфорнійському технологічному інституті в Пасадені.
У 1922 р Полінг одружився на Аве Елен Міллер, однією з його студенток в Орегонском державному сільськогосподарському коледжі. У подружжя три сини і дочка.
Після смерті дружини в 1981 р Полінг жив у їхньому заміському будинку в Біг-Сюре (штат Каліфорнія). Помер 19 серпня 1994р.
2. НАУКОВА ДІЯЛЬНІСТЬ
Полінг був першим в Каліфорнійському технологічному інституті, хто по закінченні цього вищого навчального закладу одразу став працювати асистентом, а потім викладачем на кафедрі хімії. У 1925 р йому була присуджена докторський ступінь з хімії summa cum laude (з найвищою похвалою. - Лат.). Протягом наступних двох років він працював дослідником і був членом Національного науково-дослідного ради при Каліфорнійському технологічному інституті. У 1927 р Полінг отримав звання асистент-професора, в 1929 - ад'юнкт-професора, а в 1931 г. - професора хімії.
Працюючи всі ці роки дослідником, Полінг став фахівцем з рентгенівської кристалографії - проходженню рентгенівських променів через кристал з утворенням характерного малюнка, за яким можна судити про атомну структуру даної речовини. Застосовуючи цей метод, Полінг вивчав природу хімічних зв'язків в бензолі та інших ароматичних з'єднаннях (з'єднаннях, які, як правило, містять одне або декілька бензолових кілець і володіють ароматичностью). Стипендія Гуггенхейма дозволила йому провести навчальний 1926/1927 р за вивченням квантової механіки у Арнольда Зоммерфельда в Мюнхені, Ервіна Шредінгера в Цюріху і у Нільса Бора в Копенгагені. Створеної Шредингером в 1926 р квантовій механіці, яка була названа хвильової механікою, і викладеному Вольфгангом Паулі в 1925р. принципом заборони належало надати глибоке вплив на вивчення хімічних зв'язків.
У тому ж році, коли Полінг отримав свою другу Нобелівську премію, він вийшов у відставку з Каліфорнійського технологічного інституту і став професором-дослідником в Центрі вивчення демократичних інститутів в Санта-Барбарі (штат Каліфорнія). Тут він зміг приділяти більше часу проблемам міжнародного роззброєння. У 1967 р Полінг також зайняв посаду професора хімії в Каліфорнійському університеті (Сан-Дієго), сподіваючись проводити більше часу за дослідженнями в галузі молекулярної медицини. Через два роки він пішов звідти і став професором хімії Стенфордського університету в Пало-Альто (штат Каліфорнія). До цього часу Полінг вже вийшов у відставку з Центру вивчення демократичних інститутів.
Полінг є учасником багатьох професійних організацій. Це і американська Національна академія наук, і Американська академія наук і мистецтв, а також наукові товариства чи академії Німеччини, Великобританії, Бельгії, Швейцарії, Японії, Індії, Норвегії, Португалії, Франції, Австрії та СРСР. Він був президентом Американського хімічного товариства (1948) і Тихоокеанського відділення Американської асоціації сприяння розвитку науки (1942 ... 1945), а також віце-президентом Американського філософського товариства (1951 ... 1954).
2.1 Теорія резонансу
У 1928 р Полінг висунув свою теорію резонансу, або гібридизації, хімічних зв'язків в ароматичних з'єднаннях, яка ґрунтувалася на почерпнутою з квантової механіки концепції електронних орбіталей. У більш старої моделі бензолу, яка час від часу ще використовувалася для зручності, три з шести хімічних зв'язків (що пов'язують електронні пари) між суміжними атомами вуглецю були одинарними зв'язками, а інші три - подвійними. Одинарні та подвійні зв'язки чергувалися в бензольному кільці. Таким чином, бензол міг володіти двома можливими структурами залежно від того, які зв'язки були одинарними, а які - подвійними. Відомо було, проте, що подвійні зв'язки коротше, ніж одинарні, а дифракція рентгенівських променів показувала, що всі зв'язки в молекулі вуглецю мають рівну довжину. Теорія резонансу стверджувала, що всі зв'язки між атомами вуглецю в бензольному кільці були проміжними за характером між одинарними і подвійними зв'язками. Згідно моделі Полінга, бензольні кільця можна розглядати як гібриди їх можливих структур. Ця концепція виявилася надзвичайно корисною для передбачення властивостей ароматичних сполук.
Як це не дивно, але Полінга піддавався нападкам в Радянському Союзі, оскільки його резонансна теорія освіти хімічних зв'язків вважалася суперечить марксистського вчення. (Після смерті Йосипа Сталіна в 1953 р ця теорія була визнана в радянській науці.) Полінга двічі (в 1955 і 1960 рр.) викликали в підкомісію з питань внутрішньої безпеки сенату США, де йому задавали питання щодо його політичних поглядів і політичної діяльності . В обох випадках він заперечував, що коли б то не було був комуністом чи симпатизував марксистським поглядам. У другому ж випадку (в 1960 г.) він, ризикуючи викликати звинувачення в презирстві до конгресу, відмовився назвати імена тих, хто допоміг йому зібрати підписи під відозвою 1957 року у кінці кінців справа була припинена.
2.2 Робота в галузі біохімії
Протягом наступних декількох років Полінг продовжував вивчати фізико-хімічні властивості молекул, особливо пов'язаних з резонансом. У 1934 р він звернув увагу на біохімію, зокрема на біохімію білків. Спільно з А.E. Мирски він сформулював теорію будови і функції білка, разом з Ч.Д. Корвелл вивчав вплив електричні дизельні (насичення киснем) на магнітні властивості гемоглобіну, кисневмісного білка в червоних кров'яних клітинах.
Коли в 1936 р помер Арту Нойес, Полінг був призначений деканом факультету хімії та хімічної технології та директором хімічних лабораторій Гейтса і Крелліна в Каліфорнійському технологічному інституті. Перебуваючи на цих адміністративних посадах, він поклав початок вивченню атомної та молекулярної структури білків і амінокислот (мономерів, з яких складаються білки) із застосуванням рентгенівської кристалографії, а в навчальному 1937 ... 1938 рр. був лектором з хімії в Корнеллском університеті в Ітаці (штат Нью-Йорк).
У 1942 р Полінгу і його колегам, отримавши перші штучні антитіла, вдалося змінити хімічну структуру деяких містяться в крові білків, відомих як глобуліни. Антитіла є молекули глобуліну, вироблені спеціальними клітинами у відповідь на вторгнення в тіло антигенів (далеких речовин), таких, як віруси, бактерії і токсини. Антитіло поєднується з особливим видом антигену, який стимулює його освіту. Полінг висунув вірний постулат, що тривимірні структури антигену і його антитіла комплементарні і, таким чином, «несуть відповідальність» за утворення комплексу антиген - антитіло. У 1947 р він і Джордж У. Бидл отримали субсидію для проведення розрахованих на п'ять років досліджень механізму, за допомогою якого вірус поліомієліту руйнує нервові клітини. Протягом наступного року Полінг займав посаду професора Оксфордського університету.
Робота Полінга над серповидноклітинною анемією почалася в 1949 р, коли він дізнався, що червоні кров'яні клітини хворих цією спадковою хворобою стають серпоподібними тільки в венозної крові, де низький рівень вмісту кисню. На основі знання хімії гемоглобіну Полінг негайно висунув припущення, що серповидная форма червоних клітин викликається генетичним дефектом в глибині клітинного гемоглобіну. (Молекула гемоглобіну складається з железопорфіріна, який називається гема, і білка глобіну.) Це припущення - наочне свідчення дивовижної наукової інтуїції, такої характерної для Полінга. Три роки по тому вченому вдалося довести, що нормальний гемоглобін і гемоглобін, взятий у хворих серповидноклітинній анемією, можна розрізняти за допомогою електрофорезу, методу розділення різних білків в суміші. Зроблене відкриття підтвердило переконання Полінга. в тому, що причина аномалії криється в білкової частини молекули.
У 1951р. Полінг і Р.Б. Корі опублікували перший закінчений опис молекулярної структури білків. Це був результат досліджень, що тривали довгих 14 років. Застосовуючи методи рентгенівської кристалографії для аналізу білків в волоссі, вовни, м'язах, нігтях та інших біологічних тканинах, вони виявили, що ланцюга амінокислот у білку закручені одна навколо іншої таким чином, що утворюють спіраль. Це опис тривимірної структури білків ознаменувало великий прогрес в біохімії.
2.3 Праці Полінга у галузі ДНК
Але не всі наукові починання Полінга виявлялися успішними. На початку 50-х рр. він зосередив свою увагу на дезоксирибонуклеїнової кислоті (ДНК) - біологічної молекулі, яка містить генетичний код. У 1953 р, коли вчені в різних країнах світу намагалися встановити структуру ДНК, Полінг показав, що в довгих молекулах, наприклад білках, можуть утворюватися зв'язку, що закручують молекулу в спіраль та опублікував статтю, в якій описував цю структуру як потрійну спіраль, що не відповідає дійсності. Кілька місяців по тому Френсіс Крик і Джеймс Д. Уотсон опублікували свою статтю, яка стала знаменитою, в якій молекула ДНК описувалася як подвійна спіраль.
2.4 Полінг і вітамін С
В кінці 60-х рр. Полінг зацікавився біологічним впливом вітаміну С. Вчений і його дружина самі стали регулярно приймати цей вітамін, Полінг же почав публічно рекламувати його вживання для запобігання простудних захворювань. У монографії «Вітамін С і застуда» («Vitamin C and the Common Cold»), яка вийшла в 1971 р, Полінг узагальнив опубліковані в поточній друку практичні свідоцтва та теоретичні викладки в підтримку терапевтичних властивостей вітаміну С. На початку 70-х рр. П. також сформулював теорію ортомолекулярной медицини, в якій підкреслювалося значення вітамінів і амінокислот в підтримці оптимальної молекулярної середовища для мозку. Ці теорії, що у той часмали широку популярність, не знайшли підтвердження в результатах наступних досліджень і значною мірою були відкинуті фахівцями з медицини та психіатрії. Полінг, однак, дотримується точки зору, що підстави їх контраргументів далеко не бездоганні.
2.5 Праці у роки Другої Світової війни
Незважаючи на те що в юні роки, які припали на першу світову війну, Полінг був пацифістом, під час другої світової війни вчений займав офіційну посаду члена Національної науково-дослідної комісії з оборони і працював над створенням нового ракетного палива та пошуками нових джерел кисню для підводних човнів і літаків. В якості співробітника Управління наукових досліджень і розвитку він зробив значний внесок у розробку плазмозаменителей для переливання крові і для військових потреб.
2.6 Науковий медичний інститут Лайнуса Полінга
У 1973 р Полінг заснував Науковий медичний інститут Лайнуса Полінга в Пало-Альто. Протягом перших двох років він був його президентом, а потім став там професором. Він і його колеги по інституту продовжують проводити дослідження терапевтичних властивостей вітамінів, зокрема можливості застосування вітаміну С для лікування ракових захворювань. У 1979 р Полінг опублікував книгу «Рак і вітамін С» («Cancer and Vitamin С»), в якій стверджує, що прийом в значних дозах вітаміну С сприяє продовженню життя і поліпшення стану хворих певними видами раку. Однак авторитетні дослідники ракових захворювань не знаходять його аргументи переконливими.
3. НАГОРОДИ ТА ПОЧЕСНІ ЗВАННЯ
Крім двох Нобелівських премій, Полінг був удостоєний багатьох нагород. В їх числі: нагорода за досягнення в області чистої хімії Американського хімічного товариства (1931), медаль Деві Лондонського королівського товариства (1947), радянська урядова нагорода - міжнародна Ленінська премія «За зміцнення миру між народами» (1971), національна медаль «За наукові досягнення »Національного наукового фонду (1975), золота медаль імені Ломоносова академії наук СРСР (1978), премія з хімії американської Національної академії наук (1979) і медаль Прістлі Американського хімічного товариства (1984). Вченому присвоєні почесні ступені Чиказького, Прінстонського, Єльського, Оксфордського та Кембриджського університетів
3.1. Нобелівська премія з хімії 1954 року
У 1954 р Полінг була присуджена Нобелівська премія з хімії «за дослідження природи хімічного зв'язку та її застосування для визначення структури сполук». У своїй Нобелівській лекції Полінг передбачив, що майбутні хіміки стануть «спиратися на нову структурну хімію, в тому числі на точно визначені геометричні взаємозв’язки між атомами в молекулах і суворе застосування нових структуральних принципів, і що завдяки цій технології буде досягнуто значного прогресу в рішенні проблем біології і медицини за допомогою хімічних методів ».
3.2. Нобелівська премія миру 1962 року
Глибоко усвідомивши, яку загрозу людству несе атомна зброя, Полінг став активно боротися проти накопичення ядерних озброєнь. Він виступив одним з ініціаторів Пагуошського руху. У 1957 Полінг написав звернення американських вчених до президента США про припинення випробувань атомної зброї. В січні 1958 Полінг передав складене їм звернення Генеральному секретарю ООН. Вона була підписана 11 021 вченим з 49 країн світу. Свої пацифістські погляди Полінг висловив у книзі «Не бувати війні!» (1958). У 1963 він залишив Каліфорнійський технологічний інститут і почав працювати в Центрі досліджень суспільних інститутів в Санта-Барбарі, де зайнявся вивченням проблем війни і миру. Полінг провів ряд експериментальних робіт з загрозі радіоактивного зараження, показав, що радіоактивні елементи викликають рак кісток, лейкемію, рак щитовидної залози та інші хвороби. Хоча Полінг однаково засуджував уряду США та СРСР за гонку озброєнь, його лояльність до США була піддана сумніву деякими консервативними політичними колами. У 1965 він підписав Декларацію громадянської непокори «Совість проти війни у В'єтнамі». За активну антивоєнну діяльність в 1962 вченому була присуджена Нобелівська премія миру.
3.2 Діючий пам'ятник великому вченому
Через два роки після смерті великого вченого в США було засновано Інститут імені Лайнуса Полінга за погодженням з організацією-попередником, Інститутом науки і медицини імені Лайнуса Полінга. Його завданням стало продовження його досліджень у галузі впливу вітамінів на збереження здоров'я, профілактику захворювань, лікування хвороб, уповільнення процесів старіння, а також досягнення прогресу в тих областях, які були предметом наукових і педагогічних устремлінь генія світової науки. Інститут Лайнуса Полінга - свого роду діючий пам'ятник «Людині - Вітаміну С».
ЛІТЕРАТУРА
1. http://n-t.ru/nl/hm/pauling.htm
2. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc3p/238522
3. http://www.schoolchemistry.ru/ximiki/poling.htm.
4. http://biografiya.com.ua/publ/biografiji_naukovciv/lajnus_karl_poling/6-1-0-767.
4. ГНТИ химической литературы, М. - Л.Полинг, природа химической связи 1947 г. ,
6. Полинг Л., Полинг П. Химия. М., 1978