ЛИПСКОМБ, УИЛЬЯМ

ЛИПСКОМБ, УИЛЬЯМ (Lipscomb, William) (1919–2011) (США). Нобелевская премия по химии 1976 года.

Родился 9 декабря 1919 в Кливленде (шт. Огайо) в семье Уильяма Нанна Липскомба и Эдны Патерсон Портер. Через год семья переехала в Лексингтон (шт. Кентукки). По окончании средней школы Липскомб поступил в Кентуккский университет и в 1941 получил степень бакалавра химии. Той же осенью он приступил к занятиям по физике в аспирантуре Калифорнийского технологического института. Под влиянием Нобелевского лауреата Л.Полинга Липскомб через год обратился к физической химии, а Полинг стал его научным руководителем.

В 1942–1945 Липскомб проводил работы для Управления научных исследований и развития США, связанные с военными нуждами.

Вернувшись в 1945 в Калифорнийский технологический институт, в следующем году защитил диссертацию по рентгеновской кристаллографии и дифракции электронов органическими соединениями, после чего стал ассистентом (по физической химии) в Миннесотском университете, в 1950 – адъюнкт-профессором, а в 1954 – полным профессором. В 1959 Липскомб стал профессором Гарвардского университета, а с 1962 по 1965 возглавлял его химический факультет. Там он и продолжает работать.

Липскомб так определил свою задачу: «Мое первоначальное намерение в конце 40-х годов состояло в том, чтобы потратить несколько лет на доскональное изучение боранов, а затем составить систематическое описание валентности огромного числа соединений, которым присущ недостаток электронов». Первые соединения из числа не встречающихся в природе бороводородов, называемых боранами, были синтезированы немецким химиком Альфредом Штоком (1876–1946) еще в 1912. Структура боранов оставалась неизвестной, однако их эмпирические формулы давали основание предполагать наличие нестандартных химических связей в их молекулах.

Для решения поставленной задачи следовало изучить свойства боранов. Химия боранов считалась исключительно сложной областью, так как бораны чрезвычайно летучи, нестабильны и даже взрывоопасны. Липскомб разработал новую технологию изучения этих соединений путем дифракции рентгеновских лучей в высоком вакууме при низкой температуре. В результате экспериментов ему удалось подробно описать их структуру в виде клеткоподобных полиэдров.

Он хотел решить проблему строения боранов и теоретически. Трудность заключалась в том, что у атомов бора недостаточно связующих электронов, чтобы разделить их с взаимодействующими атомами водорода. В работе, выполненной вместе с Б.Крофордом и У.X.Эберхардтом в 1953, сообщение о которой появилось в следующем году в «Journal of Chemical Physics», он выдвинул предположение, что недостаток электронов только кажущийся. Некоторые из атомов в молекулах боранов участвуют не в обычных двухцентровых ковалентных связях, а в трехцентровых, где пара электронов объединяет либо 3 атома бора, либо 2 атома бора и один атом водорода, образуя так называемый водородный мостик. «Мы осмелились на несколько пророчеств, – позднее писали авторы этой статьи, – заранее утешаясь тем, что уж если нам суждено пополнить ряды предсказателей-неудачников в области химии боранов, то мы окажемся в наилучшей компании».

Концепция трехцентровых связей оказалась не только правильной, но и стала ключом к новой топологической теории образования химических связей в боранах. Более того, Липскомб применил эту новую модификацию теории химических связей к пониманию реакционной способности в карборанах, которые используются при синтезе полимеров, проявляющих удивительную устойчивость к термической и химической деструкции. Р.Граймз в журнале «Science» высказал предположение, что карбораны окажут глубокое влияние на будущее органического синтеза после той «революции» в представлениях о ковалентной связи, которую вызвала работа Липскомба над химией боранов.

В 1976 Липскомбу была присуждена Нобелевская премия «за исследование структуры боранов, проясняющее проблемы химических связей». По поводу присуждения ему премии он отозвался так: «Я знаю, что написал много неплохих статей о боранах, но никогда раньше не был уверен в том, что их читают».

После перехода в 1959 в Гарвардский университет его внимание сместилось в область биохимических проблем. Он заинтересовался структурой сложных белков как средством изучения их функций в человеческом организме. Его новаторский подход состоял в комбинации метода дифракции рентгеновских лучей с компьютерными технологиями. Например, он провел структурный анализ пищеварительного фермента карбоксипептидазы А, что послужило основанием говорить о предполагаемом механизме действия этого фермента. Сам он считает это исследование своей лучшей работой.

Занимался он и проблемой регулирующего фермента аспартат-транскарбамоилазы, который контролирует стадии синтеза аминокислот в организмах млекопитающих. Этот фермент является решающим для роста клеток во всех живых организмах.

Результаты Липскомба отличаются многосторонностью и гибкостью подходов. Вот как об этом говорит он сам: «По образованию я физико-химик. Полученная мною научная степень относится к области физической химии. Раньше я работал в сфере неорганики... сейчас – как биохимик. Но не ищите здесь противоречий. Это все структура и функции».

Играл на кларнете с почти профессиональным мастерством («Камерная музыка – моя неутолимая страсть»), в своих научных статьях цитирует Льюиса Кэрролла и состоит в обществе поклонников Шерлока Холмса.

Умер Липскомб 14 апреля 2011 в Кембридже, шт. Массачусетс, США. 

Работы: Строение бороводородов. «Успехи химии», т. 25, вып. 10, 1956. (с У.Эберхардтом, Б.Крофордом); Valence in the boron hydrides / J. Phys. Chem. 1957. V. 61; Boron Hydrides. New York, 1963.

Кирилл Зеленин