Derek Barton: Moleküler şeklin mimarı

1950 yılında genç bir İngiliz kimyager, organik kimyagerlerin onlarca yıldır kullandığı steroid moleküllerinin düz, ders kitabı çizimlerine baktı ve bunların esasen yanlış olduğunu ilan etti. Moleküllerin diyagram değil, uzaydaki şekillerinin nasıl tepki verdiklerini belirleyen üç boyutlu nesneler olduğunu savundu. Bu içgörüye dayanan dokuz sayfalık tek bir makale, sonunda ona Nobel Ödülü kazandıracak ve kimyanın öğretilme şeklini yeniden düzenleyecekti.

Kimyager olan Kentli bir okul çocuğu

Derek Harold Richard Barton, 8 Eylül 1918'de Gravesend, Kent'te William Thomas ve Maude Henrietta Barton'ın oğlu olarak dünyaya geldi. 1938'de Imperial College London'a girmeden önce Gravesend Grammar School, The King's School Rochester ve Tonbridge School'da eğitim gördü. 1940'ta oradan diplomasını aldı ve 1942'de organik kimya alanında doktora, ardından 1949'da DSc (bilim doktoru) derecesini tamamladı; bu eğitim onu hayatının geri kalanında aralıklarla Imperial College'a bağlı tutacaktı.

Devlet kimyası ve huzursuz bir erken kariyer

Barton'ın ilk mesleki yılları, neslinin en çok ödül alan kimyagerlerinden biri olacak bir bilim insanı için alışılmadık derecede gezgindi. 1942'den 1944'e kadar devlet araştırma kimyageri olarak çalıştı, ardından Birmingham'daki Albright and Wilson'da endüstriye geçti. Imperial College'a yardımcı öğretim görevlisi olarak döndü, 1946'dan 1949'a kadar ICI araştırma bursu aldı ve ardından 1949-50'de Harvard Üniversitesi'nde misafir öğretim görevlisi olarak Atlantik'i geçti; bu dönem, alanını değiştiren makaleyi yazdığı dönemdi. İngiltere'ye dönerek Birkbeck College'da okutmanlık ve ardından profesörlük yaptı, 1955'te Glasgow Üniversitesi'nde Regius Kimya Profesörü olarak atandı ve 1957'de, yirmi yıl önce lisans öğrencisi olarak başladığı kurum olan Imperial College'da organik kimya kürsüsünü devraldı.

Stereokimyayı yeniden yazan makale

Dönüm noktası, 1950'de "Steroid Çekirdeğinin Konformasyonu" başlıklı bir makaleyle geldi. Norveçli kimyager Odd Hassel'in sikloheksan halkalarının şekilleri üzerine yaptığı önceki çalışmalardan yola çıkan Barton, bir molekülün benimsediği üç boyutlu "konformasyonel" şeklin — sadece hangi atomların hangilerine bağlı olduğunun değil — kimyasal davranışını, reaktivitesini ve reaksiyonlarının hızını ve yönünü belirlediğini gösterdi. İlk olarak hormonlar ve ilaçlar için merkezi bir molekül sınıfı olan steroidlere uygulanan bu fikir, kimyagerlere çalışan, öngörücü bir geometri verdi: bir molekülün atomları sandalye veya tekne benzeri düzenlemelere katlanıyor olarak hayal edilebiliyordu ve bu katlanma, bir reaksiyonun neden kolayca ilerlediğini, kimyasal olarak benzer bir reaksiyonun neden durduğunu açıklıyordu. Alanın adıyla bilinen konformasyonel analiz, sentetik kimyagerlere daha önce eksik olan bir harita verdi ve karmaşık doğal ürünlerin sentezini planlamak için standart bir araç haline geldi.

Nobel Ödülü ve bir kimyagerin onurları

1969'da Barton, "konformasyon kavramının geliştirilmesine ve kimyadaki uygulamasına yaptıkları katkılardan dolayı" Nobel Kimya Ödülü'nü Hassel ile paylaştı; bu, 1950'deki geometrik içgörünün yirmi yıl içinde sadece zekice değil, temel hale geldiğinin bir kabulüydü. Bu, birçok tanımdan biriydi. 1954'te Royal Society üyeliğine seçildi, 1949'da ilk alıcısı olarak Corday-Morgan Ödülü'nü ve 1952'de Tilden Ödülü'nü kazandı, 1961'de Davy Madalyası'nı ve 1972'de Kraliyet Madalyası'nı aldı; aynı yıl şövalye ilan edildi. Royal Society daha sonra 1980'de ona Copley Madalyası'nı verdi ve Amerikan Kimya Derneği 1995'te ona Priestley Madalyası'nı verdi. Alman Leopoldina Bilimler Akademisi, ABD Ulusal Bilimler Akademisi ve Amerikan Felsefe Derneği üyeliklerinde bulundu; bu, belirleyici içgörüsü tek bir molekül sınıfına dikkatle bakmaktan gelen bir kimyager için alışılmadık derecede geniş bir uluslararası tanınırlıktı.

Hayatın geç döneminde ikinci ve üçüncü bir kariyer

Ödül geldiğinde tek bir kurumsal kürsüye yerleşen birçok Nobel ödüllü kişinin aksine, Barton hareket etmeye devam etti. 1978'de Imperial College'dan ayrılarak Paris dışındaki Institut de Chimie des Substances Naturelles'i yönetti ve yaklaşık on yıl boyunca Fransız bilimsel yaşamına daldı. 1986'da, çoğu bilim insanının yavaşladığı bir yaşta, 1998'deki ölümüne kadar çalıştığı Texas A&M Üniversitesi'nde seçkin bir profesörlük aldı; bu, İngiltere, Amerika Birleşik Devletleri ve Fransa'yı zaten kapsayan bir kariyerde fiilen dördüncü bir ülkeydi. Bu geç ve üretken dönemden birkaç reaksiyon onun adını taşır: Barton reaksiyonu, Barton dekarboksilasyonu ve Barton-McCombie deoksijenasyonu; bunlar, çalışan kimyagerlere bir moleküldeki belirli atomları yapısının geri kalanını bozmadan çıkarma veya yeniden düzenleme konusunda yeni, güvenilir yollar veren yöntemlerdir.

Derek neden dahi olarak adlandırılır

Barton'ın dâhilik iddiası, belirli ve pek de çekici görünmeyen bir algı eylemine dayanır: döneminin her organik kimyagerinin şikayet etmeden kullandığı düz, iki boyutlu yapısal formüllere baktı ve bunların aslında reaktiviteyi kontrol eden tek değişkeni — üç boyutlu şekli — gizlediğini gördü. Bu teknik değil, kavramsal bir sıçramadır; yeni bir enstrüman gerektirmedi, sadece tüm alanın ders kitaplarından miras aldığı bir geleneğe güvenmeme isteği gerektirdi. Nobel komitesinin dili — ona sadece bir kavramı uygulamakla kalmayıp "geliştirme" kredisi vermesi — katkısının, sonraki nesillerin üzerine inşa ettiği teorik bir iskele olduğunu yansıtır; adının hala kariyerinin farklı on yıllarında keşfedilen üç farklı kimyasal reaksiyonu etiketlemesi, bunun tek bir şanslı içgörüden ziyade kalıcı, üretken bir düşünme biçimi olduğunu gösterir. Dürüst karşı argüman, Barton'ın konformasyonel analizi yoktan var etmediğidir: doğrudan ve açıkça Odd Hassel'in sikloheksan üzerindeki önceki yapısal çalışmasına dayandı ve Nobel komitesi bu iki adamı tam da bu nedenle ortaklaşa tanıdı. Onun dehası, sentez ve genişletmede yatıyordu — halka şekilleri hakkındaki niş bir yapısal bulgunun organik reaktivitenin yönetici bir ilkesine genelleştirilebileceğini görmek — tek başına keşifte değil.

Miras

Barton, Texas A&M'de on iki yıl geçirdikten sonra 16 Mart 1998'de öldü. Çocukken eğitim gördüğü Tonbridge School, 2019'da onun anısına Barton Bilim Merkezi'ni açtı ve 1977'de İngiliz Posta İdaresi, Nobel ödüllü altı İngiliz kimyager arasında onun resmini bir dizi hatıra puluna yerleştirmişti. 1996 tarihli anı kitabı Reason and Imagination: Reflections on Research in Organic Chemistry, düz bir çizimi üç boyutlu bir bilime dönüştüren bir çalışma yönteminin en eksiksiz anlatımı olmaya devam ediyor.