Джон С. Шиэн

Эта статья об американском химике. Чтобы узнать о других значениях, см. John Sheehan .

Джон Кларк Шиэн
Рожденный	( 1915-09-23 ) 23 сентября 1915 г. Батл-Крик, Мичиган , США
Умер	21 марта 1992 г. ( 1992-03-21 ) (76 лет) Ки-Бискейн, Флорида , США
Альма-матер	Колледж Батл-Крик Мичиганский университет
Известный	Синтез пенициллина
Награды	Премия ACS в области чистой химии (1951) Выборы в Национальную академию наук (1957 г.) Премия Американского химического общества за творческую работу в области синтетической органической химии (1959) Премия Джона Скотта изобретателям, приносящим пользу человечеству (1964 г.) Премия Мичиганского университета за выдающиеся достижения (1971 г.) Премия Эспера (1982)
Научная карьера
Поля	Органическая химия
Учреждения	Массачусетский технологический институт , Merck & Co.
Докторантура	Вернер Э. Бахманн
Известные студенты	Э.Дж. Кори

Джон Кларк Шиэн (23 сентября 1915 – 21 марта 1992) был американским химиком-органиком, чья работа над синтетическим пенициллином привела к созданию индивидуальных форм препарата. После девяти лет упорной работы в Массачусетском технологическом институте (MIT) он стал первым, кто открыл практический метод синтеза пенициллина V. Достигнув полного синтеза, Шиэн также произвел промежуточное соединение , 6-аминопенициллановую кислоту , которая оказалась быть основой сотен видов синтетического пенициллина. Исследования доктора Шихана по синтетическому пенициллину проложили путь к разработке индивидуальных форм спасительного антибиотика, нацеленного на определенные бактерии . За четыре десятилетия работы в Массачусетском технологическом институте Шихан получил более 30 патентов , включая изобретение ампициллина , широко используемого полусинтетического пенициллина, который принимается перорально, а не путем инъекций. Его исследования охватывали не только пенициллин, но и пептиды , другие антибиотики , алкалоиды и стероиды .

Ранняя жизнь

Он родился 23 сентября 1915 года в Батл-Крике, штат Мичиган , в семье Флоренс и Лео К. Шиханов. Его семья имела ирландское и янки происхождение, он был воспитан католиком и посещал католические начальные школы.

Его отец тогда был спортивным редактором и полицейским репортером в местной газете The Battle Creek Enquirer . Лео Шиэн ушел из дома в возрасте пятнадцати лет и нашел работу репортером в Сан-Франциско . Как опытный писатель, он быстро продвинулся в работе над The ​​Battle Creek Enquirer и стал главным редактором. В какой-то момент он работал писателем- призраком для Фрэнка Мерфи , который когда-то был и судьей губернатором Мичигана Верховного суда . Мать Шиэна была специалистом по генеалогии , которая позже стала регистратором организации « Дочери американской революции» в Мичигане . Его дед по отцовской линии, Джон В. Шиэн, был успешным юристом, а его дед по материнской линии, Натаниэль Ю. Грин, был менеджером банка, который очень интересовался наукой и природой. Грин сыграл роль в стимулировании интереса Джона Шиэна к науке, подарив ему микроскоп с масляно-иммерсионной линзой. Он также познакомил Шиэна с куратором местного музея и водил внука на встречи, где Грин часто встречался с другими людьми, увлеченными астрономия .

В юном возрасте Джон Шиэн был очарован наукой , особенно взрывчатыми веществами и ракетной техникой . Он начал с простого химического набора, а затем перешел в подвальную лабораторию , где строил модели и проводил эксперименты . Построенная им модель самолета с треугольным крылом выиграла конкурс в классе самостоятельного проектирования. Помимо науки, Шиэн был очень конкурентоспособен и в других видах деятельности. В начальной школе он отлично стрелял по мрамору и представлял свою школу на чемпионатах штата. Кроме того, он был победителем общегородских соревнований по йо-йо , победителем выборов бойскаутов, активным членом школьной футбольной команды, а также лучшим теннисистом колледжа Батл- Крик . Отец Шиэна долго боролся с раком и умер в возрасте пятидесяти лет.

У Шиэна было два брата, Джозеф Шиэн и Дэвид Шиэн. Джозеф — профессор психологии и вместе со своей в Калифорнийском университете женой Вивиан руководил учебными программами по устранению дефектов речи. Дэвид Шиэн, младший из троих, работал в обрабатывающей промышленности в Батл-Крике. Джон Шиэн женился на Мэрион Дженнингс вскоре после получения докторской степени и имел троих детей: Джона Шиэна-младшего, Дэвида Э. Шиэна и Элизабет (Бетси) С. Уоткинс. У него было шестеро внуков.

Образование

Джон Шиэн посещал католические начальные школы, хотя в дальнейшем Джон и его брат Джозеф не были особенно религиозными. Он изучал химию и политологию в колледже Батл-Крик . В 1937 году Шиэн окончил учебу с прощальной речью в своем классе и получил стипендию для обучения в аспирантуре по любому предмету по своему выбору. Он решил изучать органическую химию в Мичиганском университете , получив степень магистра в 1938 году и докторскую степень в 1941 году. Его научный руководитель Вернер Э. Бахманн занимался синтезом стероидных гормонов. Будучи научным сотрудником, Шихан сотрудничал с Бахманном в коммерчески осуществимом производстве гексогена, также известного как циклонит , который, как оказалось, дал союзникам огромное преимущество на море во время Второй мировой войны .

карьера

После успешного завершения синтеза гексогена у Джона Шиэна появился опыт применения органической химии для решения реальных проблем. боролся с пневмонией и мастоидитом В молодости Шиэн и очень хотел начать работу над антибиотиками. Он написал: «Если бы мои врачи прошли курс лечения, столь же эффективный, как тот, который стал возможным благодаря пенициллину, я бы, вероятно, не проиграл этот год». В 1941 году он принял должность в компании Merck & Co. в Рэуэй, штат Нью-Джерси . Там он работал до 1946 года старшим химиком-исследователем под руководством доктора Макса Тишлера . Шиэн добился хороших результатов в своей работе над многими проектами, в том числе над пантотенатом кальция , стрептомицином и витамином B6 . Однако он хотел продолжить синтез пенициллина, что было сложно в промышленных условиях, поскольку многие ученые его времени считали это невозможным. Работа Джона Шиэна привлекла внимание Артура Коупа , который в то время возглавлял химический факультет Массачусетского технологического института. Он решил поступить на факультет Массачусетского технологического института в качестве доцента с зарплатой, которая была вдвое меньше, чем он зарабатывал в Merck. В течение первых нескольких лет работы в Массачусетском технологическом институте Джон Шиэн уже получил признание за свою изобретательность в синтетической органической химии, особенно за его новые методы синтеза пептидов , три новых синтеза β-лактамов , первый синтез кольцевой системы пенициллина и его работу. на ряде других натуральных продуктов.

Синтез пенициллина

В течение трех десятилетий после открытия сэром Александром Флемингом природного пенициллина источник антибиотика почти не менялся. Ученые создали препарат путем естественной ферментации плесени Penicillium . Однако во время Второй мировой войны правительство Соединенных Штатов предприняло огромные усилия по определению химической структуры пенициллина и его химическому синтезу в больших количествах. Масштаб этого проекта сравнивали с разработкой атомной бомбы. Это произошло из-за острой потребности в антибиотиках для лечения солдат на поле боя. В проекте было задействовано более тысячи химиков, работавших в тридцати девяти лабораториях. Несмотря на огромные инвестиции правительства, ни одна из них не оказалась успешной в решении этой неуловимой проблемы.

Структура пенициллина V

Как описал Джон Шиэн в своей книге «Зачарованное кольцо: нерассказанная история пенициллина» , после войны большинство других химиков-синтетиков отказались от попыток синтеза пенициллина и были убеждены, что такой синтез невозможен. За девять лет, что он работал над синтезом пенициллина, у него практически не было конкурентов, оставив Шиэна в одиночестве искать способ синтезировать антибиотик. Большинство молодых академических химиков предпочли не браться за проекты, которые они считали мучительно медленными, потому что они хотели произвести впечатление на комитеты по профессорско-преподавательскому составу множеством экспериментов и публикаций. Несмотря на то, что многие из его друзей открыто подвергали сомнению его решение заняться этим препаратом, Шиэн был полон решимости работать над химическим синтезом пенициллина в Массачусетском технологическом институте. - оценил свою позицию. Он объяснил, что одной из причин, по которой он решил перейти с работы в Merck на Массачусетский технологический институт, было то, что «В Массачусетском технологическом институте я был исследовательским комитетом, состоящим из одного человека. Я мог принять решение посвятить остаток своей жизни проблеме пенициллина; на кону была только моя карьера».

В то время было известно, что молекулярная масса пенициллина составляет около 350 г/моль, что находится в пределах молекул, которые уже были химически синтезированы. Проблема заключалась в создании химически нестабильного бета-лактамного кольца, которое имеет решающее значение для антибиотических свойств молекулы. Бета-лактамные антибиотики подавляют образование пептидогликанового слоя клеточных стенок грамположительных бактерий . Большинство ученых терпели неудачу за неудачей, потому что «подходящие методы и реакции для соединения молекулы пенициллина просто еще не были открыты». По словам Шиэна, использование традиционных методов того времени было похоже на «помещение наковальни на карточный домик». После девяти лет упорной работы в лабораториях Массачусетского технологического института этот настойчивый химик-органик наконец решил одну из самых загадочных проблем химии того времени. В 1957 году Джон Шиэн объявил, что его группа завершила первый синтез пенициллина V (одной из двух наиболее полезных форм антибиотика). В ходе этого процесса он также получил промежуточный продукт, 6-аминопенициллановую кислоту , которая позже использовалась в качестве основы для получения различных пенициллинов. Это позволило исследователям бороться с устойчивостью некоторых бактерий к определенным формам препарата. Позже Шиэн опубликовал свое участие в синтезе пенициллинов в книге «Зачарованное кольцо: нерассказанная история пенициллина» , в которой отмечалась сложная юридическая стычка по поводу его патентов на синтез пенициллина с участием Массачусетского технологического института и Бичема , британской промышленной исследовательской лаборатории, которая также работала над пенициллинами.

См. также

• Национальный зал славы изобретателей