首页 / 部分 / 科学背后的人 / Chaim Weizmann的丙酮专利100周年

Chaim Weizmann的丙酮专利已经100年了

创业百年

科学背后的人

日期: 2015年9月27日
来源:
魏茨曼杂志第八卷

就在一个世纪前的1915年,曼彻斯特大学生物化学高级讲师查伊姆·魏茨曼博士发明了一种发酵过程,可以将淀粉——一种从玉米和土豆中很容易获得的聚糖——转化为丙酮和丁醇,这种发酵过程是由魏茨曼博士之前分离出的一种叫做乙酰丁酸梭菌(Clostridium acetobutylicum)的细菌促进的。

这种生产丙酮的新方法被称为“魏茨曼法”。

由于机缘巧合,丙酮是盟军在第一次世界大战中使用的无烟火药(cordite)生产的关键成分。丙酮之前是从德国进口的醋酸钙制成的,但由于盟军与德国交战,这已经不可能了,而美国的供应也很稀缺。因此,当时的海军大臣温斯顿·丘吉尔(Winston Churchill)要求英国、加拿大和美国使用“魏茨曼工艺”大规模生产丙酮

这一过程在战时从实验室迅速扩大到工业规模,不仅在工业中使用的微生物过程中不寻常,而且为第二次世界大战期间青霉素生产的迅速扩大以及随后广泛应用的生物技术过程开创了先例。

显著的影响

魏茨曼博士知道,他的发酵过程产生了含有3个和4个碳原子的化合物,并预测,同样的过程可以产生现代石化工业的基础物质。他经常明确指出,各国——尤其是那些天然石油稀缺的国家——需要用发酵工业取代以石油为基础的化学工业。事实上,目前正在工业复兴的丙酮丁醇-乙醇(ABE)发酵工艺是基于魏茨曼工艺的。

历史证明,这一发现的意义超出了科学范畴。当英国外交大臣阿瑟·鲍尔弗(Arthur Balfour)问魏茨曼希望得到什么作为他对战争贡献的回报时,魏茨曼大胆地回答说:“我只想要一件事:为我的人民建立一个国家。”贝尔福勋爵对此印象深刻,他于1917年发表了著名的《贝尔福宣言》,承诺英国政府将在当时奥斯曼帝国统治的巴勒斯坦地区为犹太人建立一个民族家园。

最终,英国托管地让位于现代以色列国,查伊姆·魏茨曼博士成为以色列第一任总统。利用自己的政治影响力,这位科学家政治家为以色列的世界级科学奠定了基础,他与阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)合作,为耶路撒冷希伯来大学(Hebrew University Jerusalem)筹集资金,并创立了魏茨曼研究所(Weizmann Institute),在魏茨曼博士关键的丙酮专利所代表的创新精神的推动下,尖端创新仍在继续。

魏茨曼博士总共拥有110项专利,是一位长期的发明家和企业家,是一位着眼于造福社会的基础科学家。在发现丙酮之前,他对环烷醌进行了广泛的研究,并将专利卖给了法国和德国的染料公司。这项研究促成了化学公司的发展,这些公司后来成为了德国工业的核心,并促使他相信,这种研究可以为利润和国家利益而进行。在曼彻斯特大学(University of Manchester)担任研究员和讲师期间,他同时担任当地工业的顾问,并开始获得大量专利。

这就是魏茨曼博士热衷于技术转让的根源——建立一个使科学和技术发展可用于工业的过程,在工业中,这些发展可以应用并集成到新产品、应用程序、材料或服务中。这种特殊的实用主义是1959年建立该研究所技术转让部门YEDA的基础。它是以色列第一个学术技术转移机构,也是世界上第一个。

在1934年成立丹尼尔·西夫研究所(1949年改名为魏茨曼研究所)后,魏茨曼博士专注于与未来犹太国家当时刚刚起步的经济特别相关的研究方向,即从农产品或石油中合成有机化合物的商业研究。具有特殊技术意义的是发现了一种将石油或石油馏分转化为一系列芳香烃的工艺。这使得以前依赖煤焦油(在以色列几乎不存在的一种资源)的工业,如制药业,可以不依赖煤作为原料。此外,这一过程提供了整个系列的碳氢化合物,为现代有机化学工业铺平了道路。

曼彻斯特大学的查姆·魏茨曼博士

曼彻斯特大学的查姆·魏茨曼博士