德里克·巴顿：分子形状的建筑师
1950年，一位年轻的英国化学家审视了有机化学家几十年来一直使用的类固醇分子平面教科书图纸，并宣布它们本质上是错误的。他认为，分子不是图表，而是三维物体，其空间形状决定了它们的反应方式——而一篇基于这一洞察的九页论文最终为他赢得了诺贝尔奖，并重组了化学本身的教学方式。
从肯特学童到化学家
德里克·哈罗德·理查德·巴顿（Derek Harold Richard Barton）于1918年9月8日出生在肯特郡的格雷夫森德，是威廉·托马斯和莫德·亨丽埃塔·巴顿的儿子。他在进入伦敦帝国理工学院之前，曾就读于格雷夫森德文法学校、罗切斯特国王学校和汤布里奇学校。他于1940年在那里获得学位，并于1942年完成了有机化学博士学位，随后于1949年获得科学博士学位（DSc）——这段培训使他在余下的职业生涯中一直与帝国理工学院保持着断断续续的联系。
政府化学与动荡的早期职业生涯
对于一位后来成为其时代最受嘉奖的化学家之一的科学家来说，巴顿早年的职业生涯异常漂泊。他从1942年到1944年担任政府研究化学家，然后进入伯明翰的奥尔布赖特和威尔逊公司从事工业工作。他回到帝国理工学院担任助理讲师，从1946年到1949年获得ICI研究奖学金，然后于1949-50年作为访问讲师跨越大西洋前往哈佛大学——在此期间，他写下了改变其领域的论文。他回到英国，在伯克贝克学院担任讲师，随后担任教授，1955年被任命为格拉斯哥大学化学雷吉斯教授，并于1957年担任帝国理工学院有机化学系主任，该机构正是他二十年前作为本科生开始学习的地方。
重写立体化学的论文
转折点出现在1950年，当时他发表了一篇题为《类固醇核的构象》（The Conformation of the Steroid Nucleus）的论文。基于挪威化学家奥德·哈塞尔（Odd Hassel）关于环己烷环形状的早期工作，巴顿证明了分子所采用的三维“构象”形状——而不仅仅是哪些原子与哪些原子键合——决定了其化学行为、反应性以及反应的速度和方向。这一想法首先应用于类固醇（一种对激素和药物至关重要的分子类别），为化学家提供了一种有效的预测几何学：分子的原子可以被想象成折叠成椅子状或船状的排列，这种折叠解释了为什么一个反应很容易进行，而化学上相似的反应却停滞不前。构象分析（该领域由此得名）为合成化学家提供了一张他们以前缺乏的地图，并成为规划复杂天然产物合成的标准工具。
诺贝尔奖与化学家的荣誉
1969年，巴顿与哈塞尔分享了诺贝尔化学奖，“以表彰他们在构象概念的发展及其在化学中的应用方面所做的贡献”——这承认了1950年的几何洞察在二十年内已变得基础，而不仅仅是巧妙。这是众多认可中的一个。他于1954年当选为皇家学会会员，1949年作为首位获奖者赢得了科迪-摩根奖，1952年获得蒂尔登奖，1961年获得戴维奖章，1972年获得皇家奖章，同年他被封为爵士。皇家学会后来于1980年授予他科普利奖章，美国化学会于1995年授予他普里斯特利奖章。他是德国利奥波第那自然科学院、美国国家科学院和美国哲学学会的成员——对于一位因盯着单一类别的分子而获得决定性洞察的化学家来说，这是一种异常广泛的国际认可。
晚年的第二和第三职业
与许多诺贝尔奖获得者在获奖后安顿在单一机构教席不同，巴顿一直在移动。1978年，他离开帝国理工学院，前往巴黎郊外的天然物质化学研究所（Institut de Chimie des Substances Naturelles）任职，沉浸在法国科学生活中近十年。1986年，在大多数科学家都在放慢脚步的年龄，他接受了德克萨斯农工大学的杰出教授职位，在那里工作直到1998年去世——这实际上是他职业生涯中的第四个国家，此前他的职业生涯已经跨越了英国、美国和法国。这一后期多产时期有几种反应以他的名字命名：巴顿反应、巴顿脱羧反应和巴顿-麦科姆比脱氧反应，这些方法为在职化学家提供了新的、可靠的方法，可以在不干扰分子其余结构的情况下移除或重排分子中的特定原子。
为什么德里克被称为天才
巴顿的天才主张基于一种特定的、听起来不那么迷人的感知行为：他看着当时每一位有机化学家都在毫无怨言地使用的平面二维结构式，并看出它们隐藏了实际上控制反应性的唯一变量——三维形状。这是一个概念上的飞跃，而不是技术上的飞跃；它不需要任何新仪器，只需要怀疑整个领域从教科书中继承的惯例的意愿。诺贝尔委员会的语言——称赞他“发展”了一个概念，而不仅仅是应用了一个概念——反映出他的贡献是后代在其基础上构建的理论脚手架，这一点由他的名字至今仍标记着在他职业生涯不同十年中发现的三种不同化学反应这一事实所证明，这表明了一种持久的、生成性的思维方式，而不是单一的幸运洞察。诚实的反对意见是，巴顿并非凭空发明了构象分析：他直接且明确地建立在奥德·哈塞尔关于环己烷的先前结构工作之上，诺贝尔委员会正是出于这个原因共同认可了这两位男士。他的天才之处在于综合和扩展——看到关于环形状的利基结构发现可以推广为有机反应性的支配原则——而不是在于孤独的发现。
遗产
巴顿在德克萨斯农工大学工作十二年后，于1998年3月16日去世。他儿时就读的汤布里奇学校于2019年开设了巴顿科学中心以纪念他，1977年英国邮政局已将他的形象与六位获得诺贝尔奖的英国化学家一起放在一套纪念邮票上。他1996年的回忆录《理性与想象：有机化学研究反思》（Reason and Imagination: Reflections on Research in Organic Chemistry）仍然是对将平面图纸转化为三维科学的工作方法的最完整记录。
