维勒：人工合成尿素的先驱

来源：《现代物理知识》微信公众号

有机合成的第一声春雷

1982年2月22日是载入历史史册的一天，德国年轻的化学家维勒兴奋地给他的老师瑞典著名化学家贝采里乌斯写信报告说，“我不用人或狗的肾脏已经从无机物制得了有机物的尿素！”。但是，老师并未像学生那样惊喜，而是给了学生一番讽刺“也许你还能在实验室里制造出一个孩子来？”这位化学大师为何会有如此态度？

①弗里德里希·维勒 

②琼斯·雅克比·贝采里乌斯

在19世纪，化学家们认为，金、银、铁、水等物质来自天空、海洋和土壤，与生命无关，既不能构成生命体，也不能由生命体产生出来；糖、油、酒等物质则通常来自生物界，与生命有关，可构成有生命的动植物。为此，1807年贝采里乌斯将与生命有关或可构成生命的物质称为“有机物”，除此以外都叫“无机物”。

化学家们对无机物和有机物进行了分析后，发现它们都是由一些相同的东西构成的，但是为什么有机物是“有机”的，无机物是“无机”的呢。化学家们认为有一种神奇的力量隐藏在有机物中，他们将其尊称为“活力”。可是“活力”为什么只存在于“有机物”中呢？

化学家精心杜撰的“美丽传说”由此诞生。在很久以前，有一种伟大的超自然的力量，它若将活力注入某些物质中，这些物质就“活了”成为有机物，而没有得到“恩泽”的物质，它们只能亿万年来死气沉沉，甘当无机物了。贝采里乌斯以“史诗”般的语言宣告：有机体中含有一种独特的活力，正是靠着这种无机物所没有的神奇的活力，有机体才能造出有机物。因此，有机物就是有机物，无机物就是无机物，无机物想要成为有机物，这是绝对不可能的。两者之间横亘着一条不可逾越的鸿沟。

“活力论”禁锢了化学家的思想，所以，尽管当时许多无机物已经可以在实验室通过化学反应人工合成。但是，在实验室合成有机物却无人敢为。所以，才会出现维勒报告成功合成出尿素时，得到的却是老师的讥讽的回应。

但是“美丽的传说”被打破，亘古的鸿沟被跨越，“活力论”这个堡垒终于被维勒合成的尿素攻破了。

维勒1800年7月31日出生于德国梅因河畔法兰克福附近的埃斯欣姆。他从小爱好化学，哪怕是一个最简单的实验，也会使他兴奋不已。1820年，酷爱化学的维勒遵从父命进入了马尔堡医学院。在攻读医学课程的同时，没有放弃对化学的钻研，成功制得了硫氰酸汞。

海德堡大学

1822年，维勒转入海德堡大学，在著名化学家格曼琳和生理学家蒂德曼的指导下，维勒仍继续研究氰酸和氰酸盐的性质，同时又研究了动物尿液中的各种成分，从尿液中分离出了纯净的尿素，并测定了尿素的一些重要性质。

1823年9月，维勒取得了医学博士学位，并被格曼林推荐给瑞典化学大师贝采里乌斯。维勒满怀欣喜来到斯德哥尔摩大学，开始了紧张有序的学习与研究生活。在老师的指导下，维勒系统学习了矿物分析法，同时继续研究自己从德国带来的氰酸物质，

1824年，维勒告别了贝采里乌斯，回到了家乡，他把自己的住所改建成了实验室，继续研究工作。维勒试图用氰气与氨水反应制备氰酸铵。但氰酸铵未制成，却意外得到了草酸铵和一种不知名的白色结晶物质。维勒肯定白色结晶不是氰酸铵而是一种新的化合物，但由于实验条件有限，他无法确定其成分。

尿素白色晶体颗粒

尿素分子结构

恰在此时，柏林工业专科学校聘请维勒去任教，维勒欣然前往。他在完成教学任务之后，利用学校的一流实验室，继续对白色结晶进行探究。维勒研究了氨和氰酸之间所有可能的化合生成物，在分析了大量的实验数据之后，他发现此结晶的性质与尿素相似。1828年，维勒终于证实了他于4年前发现的白色结晶正是尿素。他还用不同的无机物通过不同的途径合成了同一种有机物---尿素。

尿素是人和动物新陈代谢的产物，是名副其实的有机物。维勒用无机物合成了典型的有机物尿素，突破了无机物和有机物的界限，极大地冲击了“活力论”，预示着“活力论”的崩溃。

1828年，维勒发表了《论尿素的人工合成》一文，公布了用无机物合成尿素的方法。这在当时需要足够的勇气，因为它将推翻自己的导师贝采里乌斯宣扬和维护的“活力论”。这篇论文虽然在科学界引起了强烈反响，但是许多著名的化学家对有机物可以由无机物合成仍然表示怀疑。他们争辩道：“尿素本来就是人和动物的排泄物，是无用的废物，不能算是真正的有机物，充其量只能算介于有机物和无机物之间的一种东西。“

维勒的工作虽然没有完全推翻“活力论”，但他开启了有机合成之门。维勒的工作大大激发了化学家们的兴趣，一些不愿墨守成规的化学家勇敢地踏上了探索有机物内在奥秘之路，他们用无机物合成了更多、更复杂的有机物，人工合成有机物层出不穷。1854年至1861年，法国和俄国的科学家分别首次人工合成了在生命过程中有重要作用的油脂类和糖类化合物。到19世纪下半叶，化学家已经合成出了绝大多数的简单有机物，为人类在20世纪合成蛋白质、核酸等生物大分子奠定了坚实的基础。

大量有机物的合成和分析，促进了有机化学理论的产生和发展，造成了有机化学的繁荣昌盛，而维勒人工合成尿素则是有机合成的序曲，拉开了有机化学新世纪的帷幕。

《现代物理知识》

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