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唐有祺


唐有祺(1920年7月11日—2022年11月8日),出生于上海。化學家、化學教育家。1980年當選為中國科學院學部委員(院士)。1952年加入九三學社。九三學社第六、七、八屆中央委員會委員,第九屆中央參議委員會委員,第十一屆中央委員會顧問。

唐有祺出生于上海市南匯縣新場鎮一個商人家庭。兄唐有祥比唐有祺大三歲,1937年畢業于上海交通大學,對唐有祺有較大影響。唐有祺5歲時在新場鎮上小學,1931年在南匯縣讀初中,1934年考入江蘇省立上海中學,1937年高中畢業。此時正值日軍大舉侵華,上海、南京等地先后淪陷,唐有祺從上海經溫州去金華考入從上海遷到此地的同濟大學,主修化學,同濟大學從上海遷出后,先后又從金華遷往江西贛州、昆明、四川宜賓。唐有祺隨校走遍九個省,經歷了前所未見過的山川大澤和各地風土人情,對他這個從未離開過上海的年輕人是一次活生生的國情教育。

1942年,唐有祺大學畢業,先后在昆明、重慶工作。1944年,他參加了美國租界法案留學生資格考試,被錄取。1945年抗日戰爭勝利后回到上海。1946年8月,赴美入加州理工學院主修化學,副修物理,1950年獲美國加州理工學院博士學位。同年夏,他作為GE海爾(Hale)的博士后留校工作。此間,清華大學傳遞信息,請他回國到清華大學化學系任教,唐有祺決定提前回國。他利用1951年7月在瑞典斯德哥爾摩召開國際晶體學聯合會第二屆大會的機會,沖破美國政府對中國留學生回國設置的重重障礙,繞道英國、瑞典、荷蘭、法國等地,于1951年8月回到祖國。

唐有祺回國后,應聘在清華大學化學系任教,為化工系1948和1949級的學生講授物理化學課,并在化學系開設了分子結構和化學鍵理論課程。1952年秋,全國高等院校進行院系調整,清華和燕京兩校與原北京大學的化學系匯合成新北大化學系。唐有祺從1952年秋起一直在北京大學化學系任教。

唐有祺在赴美前和在美國期間,打下了堅實的化學理論和實驗技術基礎,特別是在結構化學方面做出了在20世紀40年代具有先進水平的工作。回國后,他審時度勢,決定首先圍繞X射線晶體學進行基本建設。然后,他開設了統計力學課,并澄清了化學中共振的本質問題。他回國后還對生物大分子結構研究的進展進行追蹤和傳播。

他帶頭為我國化學學科發展做了幾項影響深遠的奠基工作。首先是關于晶體結構和化學鍵本質的研究。1953年唐有祺在北京大學化學系開設晶體學課程,并招收晶體學研究生和進修教師。1954年暑期,他和余瑞璜教授受教育部之托在北京大學開辦晶體學講座,從1955年起,化學系的晶體學課程改為結晶化學。唐有祺在所著的教材中指出:“結晶化學的研究對象是晶體的組成、結構和性能之間的聯系。它的研究方法主要是用晶體結構的材料來闡明化學中有關的問題。”課程內容還包括點陣理論和X射線衍射的基本原理。1956年春,他又為結構化學專業的學生和研究生、進修教師開設了X射線衍射和晶體結構分析課程,并編寫了對稱性原理的教材。后來又在化學系開設了物質結構課,內容主體為分子結構和化學鍵本質,還包括量子力學基礎和研究分子結構的方法和原理。所有這些課程在我國化學界既起了播種的作用,又促進了結構化學在我國生根、開花和結果。

在20世紀50年代中,北京大學結構研究組與中國科學院應用物理所和化學所的有關人員密切合作,在唐有祺指導下,建成了X射線衍射實驗室,研究了化學中涉及固態的許多重要問題,并從1955年起開始了單晶體結構分析工作。通過這些設施,在50年代后半期培養出一批能從事結構化學的研究生和進修人員,并取得了第一批結構化學成果,其中有關于銻的三種無定形硫化物、漂白粉的水分及其穩定性、礬石礦中的物相以及三硫化四磷、丙烯醛與亞硫酸氫鈉加合物的晶體結構的研究頗有成效。無可諱言,原來共振論中的所謂共振和共振結構多少扭曲了它們所應反映的物理圖像。實驗事實可印證:分子若有離域或極性這樣的因素起作用,足以使其中的共價鍵偏離極限型式而產生鍵型變異時,分子就一定會因此而取得額外的穩定性。這個表述了共振論內涵的能力學原理稱為鍵型變異原理。唐有祺進一步指出,只要把著眼點放在共價鍵偏離其極限型式并把從而產生的額外穩定性歸之于鍵型變異,共振論就能無可非議地從量子力學的分子基態變分法原理中得到論證。共振論的合理內核實際上就是鍵型變異原理。

1979年,北京大學引進了四圓衍射儀和配套計算機以及直接法軟件,晶體結構系列化研究工作進展較順利,并開展了生物大分子結構測定和藥物構效關系及分子設計的研究工作。首先進行的兩個主要的系列是多核銅、銀、鉬、鎢簇合物和釩化合物的合成、結構及成簇成鍵規律研究。唐有祺與上海有機所合作研究了金屬有機卡賓和卡賓異構化物的結構化學。此外,還有不少不成系列而意義較大的晶體結構,如醋酸與棉酚加合物C30H30O8·CH3COOH、尿素與氟硅酸加合物[(NH2)2C=O…H+…O=C(NH2)2]2[SiF6]=、組成為[Mo{S12CN(C2H5)2}4]+·[C6H5CH2S2CH2C6H5]·[FeCl4]-的包合物等。還應用多晶結構分析法研究了ZSM-5分子篩和高Tc超導氧化物兩個晶體結構系列。基于以上關于晶體體相結構與晶體化學的基礎研究工作,唐有祺等曾在1987年獲得國家自然科學獎二等獎。

其次是關于生物大分子結構的研究工作。20世紀50年代末,我國生物化學和有機化學界開始胰島素的化學合成,到1966年初取得了微量牛胰島素晶體,并進行鑒定。在鑒定會上決定在我國進行晶體結構測定,并推舉唐有祺為學術帶頭人。北京大學與中國科學院的科學工作者合作開展這項工作,于1971年完成了分辨率為25A的豬胰島素結構分析工作。后來將分辨率提高到18A,并在1982年獲國家自然科學獎二等獎。在唐有祺指導下,北京大學物理化學所從1982年起恢復了蛋白質結構分析工作,應用分子置換法成功地研究了綠豆胰蛋白酶抑制劑的賴氨酸活力碎片——牛胰蛋白酶(MBILF—BTRY)復合物的晶體結構,并得出了賴氨酸活力碎片的立體結構。這種抑制劑屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑中結構最復雜的波門—伯克(BowmanBirk)型抑制劑。后來又開展了溶液中構象的研究。該項成果于1991年獲得國家自然科學獎三等獎,項目名稱為“胰蛋白酶和波門—伯克型抑制劑復合物系列立體結構”。

在唐有祺的指導下,北京大學物理化學研究所還進行了藥物構效關系和蛋白質分子設計的研究,他們曾先后對桂皮酰胺作為抗驚有效成分和巴比妥類作為鎮定劑進行了構效關系研究。1990年開發出蛋白質分子設計系統PEPMODS,其中包括蛋白質結構信息相關數據庫和蛋白質分子設計程序包兩個部分。

為給石油化工專業準備教材,唐有祺親自到石油化工廠了解情況,獲得對生產流程的感性認識及關鍵化工問題,他結合實例闡述了流動型式、傳熱和傳質對工業反應器中化學反應進程的影響,編著了《化學動力學和反應器原理》。后來又在充分體驗生產實踐的基礎上編著了《相平衡、化學平衡和熱力學》。

在進行聚乙烯催化劑研究時,唐有祺認為,TiCl3如能分散在適當表面上,活性可以增高三個數量級。他也覺察到,氧氯化催化劑的活性隨γ-Al2O3載體單位表面上CuCl2量的上增,出現一個飽和值。這些啟示經過認真追究后確定了一個帶有普遍性的效應:相對于高比面載體的表面積來說,當不超過一定量(閾值)的晶態氧化物或鹽類與載體混合后在不甚高的溫度下熱處理時,都能自發地單層分散到載體表面上,而若氧化物或鹽類過量時,超過的部分一定留在晶態中,不會使分散在表面上的單層發展為多層。這個稱為自發單層分散的原理,顯然對研制離子性活性組分分散在高比面氧化物載體上所形成的功能體系,是很有意義的。他們在揭示有關原理時針對的共性是離子性組分單層分散在高比面載體表面上所形成的體系。因此,這樣的原理一經建立,就為相應的學科分片奠立了一個基礎,而它的指導意義也確實并不局限于催化劑了。實際上,它已成為設計和制備可能基于這一類體系的催化劑、吸附劑和固體電解質等功能體系的科學依據。通過這一嘗試,唐有祺對現階段分子工程學學科建設的倡議中包含兩個要點:首先是通過研制功能體系來帶動學科的建設;其次是功能體系按其本質和原理的共性歸類,分片建設學科。

在科研中,唐有祺非常強調實驗的重要性,但也極重視正確的世界觀以及在其影響下進行的科學的抽象和假設這兩個探索真理的環節。在教學中他倡導越基礎越優先原則,并強調通過實踐不斷培養學生自學以及歸納和演繹推理的思維能力。

唐有祺自1951年回國后,曾先后在中國科學院、國家科委、國家教委、中國科協、國家自然科學獎勵委員會、國務院學位委員會等有關學術組織兼任多項學術職務,從事過許多學術組織領導工作,并在培養專業人才、學會組織建設和開展國內外學術交流等方面做出了貢獻。從50年代起,他曾先后在中國科學院的應用物理研究所(1955—1958)和化學研究所兼任研究員(1956年起),并任上海有機化學研究所(1980年起)等單位學術委員會成員。50年代中期他主編《化學譯報》,并出任中國科學院編譯出版委員會委員。1964年國家科學技術委員會任命唐有祺為國家重點科技項目第27項“物質結構”編制計劃任務書的召集人之一。國家科委先后任命他為物理組(1962)和化學組(1978)成員。1978年起他籌建北京大學物理化學研究所,1984年任所長。1984年和1987年先后當選為國際晶體學聯合會執委會第十三屆成員和第十四屆副主席。從1985年起,任《物理化學》主編,擔任AdvancesinScienceofChina以及《中國科學》和《科學通報》等科技刊物的編委,并于2002年起任《中國大百科全書》第二版化學學科主編。他從50年代起先后任中國化學會常務理事、理事長,分子動態和穩態結構國家重點實驗室主任,國家教育委員會科技委員會副主任、主任,第三屆國家自然科學獎勵委員會副主任,第一屆國家科學技術獎勵評審委員會成員,國務院學位委員會理學學科評議組成員,第二、三屆化學學科召集人。1991年任國家攀登計劃“生命過程中重要化學問題”項目首席科學家,并于1992年建議另一攀登計劃“功能體系的分子工程學研究”項目,任顧問。1983年他當選為第六屆全國政協委員,1988年和1993年當選為第七屆和第八屆全國政協常委與第八屆全國政協科技委員會副主任。

主要論著

1唐有祺,分子工程學學科建設芻議,1991。

附件1:結構化學的概況和動向,現代科學技術概況和動向,科學出版社,1978。

附件2:國家“八五”基礎研究重大項目建議書,1991。

2Molecular Engineering of Catalytic Systems,Molecular Engineering of Catalytic Systems,Topics in Catalysis,2005

3唐有祺、謝有暢、桂琳琳,氧化物和鹽類在載體表面的自發單層分散及其應用,自然科學 進展,1994(4):642~652。

4Youchang Xie,Youqi Tang,Spontaneous Monolayer Dispersion of Oxides and Salts onto Surfaces of Suppo~s:Applications to Hmerogeneous Catalysis, Advances in Catalysis,1990(37):1~44

5Youchang Xie,Jianping Zhang,Jianguo Qiu,Xianzhong Tong,Jinping Fu,Ge Yang ,Haojie Yan,Youqi Tang,Zeolites Modified CuCI for Separating CO from Gas Mixtures Containing CO2,Adsorption,1996(3):27~32.

6唐有祺,國內外單晶體結構分析工作,1960年中國物理學會講稿。

7唐有祺,晶體結構與分子的立體結構,科學通報,1964(5):39~405。

8曾杰、陳忠國、李根培、盧光蒙、衛新成、唐有祺、林光大、張榮光、宣建誠、戚正武、 曹天欽,綠豆胰蛋白酶抑制劑Lys活力片段-牛胰蛋白酶復合物的晶體結構測定——分子置換法 及3A分辨率電子云密度圖,中國科學B,1987(30):601~608。

9Qichen Huang,Shenping Liu,Youqi Tang,Refined 1.6 A Resolution Crystal Structure of the Complex Formed between Porcine B.Trypsin and MCTI—A,a Trypsin Inhibitor of the Squashi Family,Detailed Comparison with Bovine 6- Trypsin and Its Complex,Journal of Molecular Biology,1993(229):1022~1036

10Yanli Wang,Luhua Lai,Yuzhen Han,Xiaojie Xu,Youqi Tang,A  New Protein  Folding  Recognition Potential  Function,Proteins:Structure,Functional,and Genetics,1995(21):127~129

11Xuqing Yang,Xianglin Jin,Qinhua Song,Kaluo Tang,Zhenyun,Xiaofeng Zhang ,Youqi Tang,Structural Studies of Dicycloplatin,an Antitumor Supramolecule, Science China,Chemistry,2010(6):1346~1351

12Youqi Tang,Bingxiong Lin,Wanjing Zhang,Zhenyi Liu,Xiangmiao Zheng, Nianzu Wu,Meicheng Shao,Chuanyi Li,Kaixuan Chen,Jianzhong Li,Preparative and Structural Studies on the Superconducting Phase YBa2Cu307.d. Scientia sinica,1988(7):513~522

13Bingxiong Lin,Wanjing Zhang,Qingxin Yan,Zuohua Pan,Linlin Gui,Youqi Tang,The Singificance of the Mullite Phase in a Silver Catalyst for the Oxidation of Ethylene into Ethylene Oxide,Preparation of Catalysts,1983, 563~568

14唐有祺,化學中共振的本質和鍵型變異原理,科學通報,1979(25):783~785。

15唐有祺,談談“雙百方針”與共振論,化學通報,1986(11):12~14。

16湯卡羅、甘宏、徐曉杰、周公度、唐有祺,四核銅原子簇化物Cu4(a-C10H7·CSS2)4·1 /2CS2的合成結構,中國科學B,1984(27):97~104。

17KaluoTang,Xianglin Jin,Yun Xie,Youqi Tang,The Crystal Structure of A Noval Tetranuclear Silver Cluster ComplexAg4(a-C10H7CS2)4(PY)4‘2Py, Scientia Sinica,1987(3):1~7

18Kaluo Tang,Xianglin Jin,Youqi Tang,Insertion of CS2 into M.S Bonds and Its Syntheses of Clusters,Reviews on Hetereoatom Chemistry,1996(15):83~114

19邵美成、李根培、唐有祺、呂品哲、樊玉國、郭東耀,Mo[S2CN(C2H5)2]4+·FeCl4-1 ·C6H5CH2S2CH2C6H5二元包合物的品體結構,中國科學B,1982(25):1~10。

 

 

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