有机化学家和化学教育家——高振衡

 

高振衡,有机化学家和化学教育家,化学家。浙江绍兴人。1934年毕业于清华大学。1946年获美国哈佛大学博士学位。南开大学化学系教授。主要研究物理有机化学。50年代起运用量子化学处理有机化合物结构与性能的关系,对有机汞化合物、有机锑化合物等进行了研究,阐明了此类化合物的双重反应性能。70年代开展有机闪烁剂的研究,先后合成700多个恶唑、恶二唑、苯并恶唑类化合物,并筛选出20几种紫外光谱区新型激光染料。在研究有机物结构和光性能关系的基础上又开展了仿生有机化学、有机光化学、卡宾化学等方面的研究。

1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。是中国物理有机化学学科的开拓者之一。在研究有机化合物结构与性能关系及反应机理方面曾取得多项成果,尤其对有机闪烁剂与有机激光染料进行过系统研究,并有所创新。他曾任南开大学化学系主任多年,培育了大批人才。

生平:

1、概况

 

1911621日 出生于北京市。

1930-1934年 在清华大学化学系学习。

1934-1940年 在清华大学、西南联合大学化学系任助教。

1940-1941年 在清华大学农业研究所任助教。

1942-1946年 赴美国哈佛大学留学,获博士学位。最后他放弃了在美国的优厚生活待遇和良好的工作条件,离开了R.B.伍德沃德(Woodward,诺贝尔奖获得者)的研究室,回到了战火纷飞的祖国。

1946-1949年任天津南开大学化学系教授。19461211日,南开大学吴大任、邱宗岳和高振衡等与北京大学、清华大学的部分教授联名上书蒋介石,要求提高起码的生活待遇。1948年他参加了反饥饿、反内战斗争的行列,同年46日他参加了罢教斗争,积极支持学生的爱国进步运动。

1949-1971年 任天津南开大学化学系系副主任。院系调整后,他继续主持化学系的工作,他先后讲授过有机化学、分析化学、有机化学结构理论、物理有机化学等课程,并编写相应的教材。从1956年开始招收研究生,先后培养39名硕士生,10名博士生。1958年任中国科学院华北分院元素有机化学研究所副所长。5060年代,高振衡在对有机汞化合物结构和性能关系的量子化学处理、有机锑化合物的结构与性能关系的分析、三元磺杂环化合物的合成、有机硼和有机镓化合物的合成以及结构和性能关系及反应机理等方面均取得了成果。

1972-1980年 任天津南开大学化学系系主任。70年代,他开展了对有机闪烁剂结构与性能的研究,并研制出几种新型闪烁剂。

1978-1989年当选为中国化学会第二十届、二十一届、二十二届理事会理事。

80年代以来,指导南开大学物理有机化学研究室对一些恶唑类杂环化合物的结构与光性能之间关系进行了系统的研究,初步找到了某些规律性,并筛选出一批性能优良的液体闪烁剂和激光染料,出色地完成了所承担的“六五”、“七五”国家攻关计划。1980任《高等学校化学学报》编辑委员会副主编。1981年当选为中国科学院学部委员。

19891114日病逝于天津。

 

2、经历简述

 

1911611日,高振衡出生于北京市的一个资产阶级家庭,祖父靠修建颐和园等工程发家,父亲依赖祖父遗留的房产生活,他从小生活在优裕的环境中。小时候,父亲对他要求十分严格,约束严谨,培养了他勤奋努力、刻苦学习的良好习惯。他自幼在家中读私塾。1923年,考入了北京崇德中学,开始接受现代教育。“五卅”惨案发生后,具有爱国主义思想的高振衡,参加了反对帝国主义的罢课运动,出于对帝国主义的憎恨,他离开了崇德中学这所外国人办的教会学校,转入北京志成中学,就读初中二、三年级。1927年,他考取了北京师范大学附属中学读高中。1930年,以优异的成绩考取了清华大学化学系。在大学期间,他刻苦学习,汲取大量的知识,不断地丰富自己、增长学识,在毕业前夕参加了中国化学会,成为一名学生会员。毕业后,留校任助教,开始了他的教学生涯。“七•七”事变爆发后,日本帝国主义入侵华北,清华大学南迁。他积极参与南迁工作,经过艰难险阻,到达昆明,在清华大学、北京大学、南开大学三校合办的西南联大执教。抗日战争时期,高振衡亲眼目睹了国民党反动派的腐朽统治,亲身经历到物价飞涨,民不聊生的悲惨状况,看到我们贫弱的祖国惨遭日本鬼子的蹂躏,心中十分愤慨,对祖国的前途更是忧心忡忡,他决心寻求一条“教育救国”、“科学救国”的道路。1942年,他远渡重洋,前往异国他乡——美国哈佛大学研究院留学深造。

在美国留学的日子里,优越的学习环境,使高振衡如鱼得水,他一头扎进了知识的海洋。他勤奋好学、刻苦钻研,他要充分利用这宝贵的时间,学习更多的西方先进文化知识和先进科学技术,以报效祖国,为祖国的复兴做出自己的贡献。在强烈的爱国思想的驱动下,高振衡努力学习英文、德文、俄文和法文;英文娴熟;俄文和法文能译,德文能看专业书籍。深厚的外文功力,帮助他掌握了大量的国外先进科学技术,由于孜孜不倦地刻苦学习,1946年他以优异成绩获得了哈佛大学的博士学位。当时正在美国考察教育的著名化学家杨石先教授热情地邀请他到南开大学任教。于是他放弃了美国的优厚生活待遇和良好工作环境,毅然决然地离开了伍德沃特(R.B.Woodward)教授(诺贝尔奖获得者)的研究室,回到了灾难深重的祖国,应邀来到了南开大学。高振衡的到来使刚从昆明回津复校不久的南开大学化学系增添了新鲜血液,壮大了师资力量。

当时,全国人民刚刚摆脱战争的阴云,都殷切地渴望国家得到治理,祖国能强盛,人民生活安居乐业。高振衡怀着报效祖国的满腔热忱,全身心地投入到教学和科研中去,但是,事与愿违,国民党的政治腐败和经济危机,严重地影响了教育事业的发展。当时国民党拨给南开大学的经费,远远不能保障日常教学的需要,物价的飞涨严重地影响了教职员工的生活。高振衡“科学救国”的理想无法实现。他看清了国民党反动派的真面目,积极站在人民一边,以联名上书的形式,反抗国民党的反动统治。19461211日,南开大学的吴大任、邱宗岳和高振衡等,与北大、清华的部分教授联名上书蒋介石。书中力陈:“……现在政府所给予同仁等之薪津,实远不足以维持一家数口之最低生活,因之昼夜焦虑,时刻为生活问题所苦脑,其影响教育与学术者,实在深远”。这些教授的联名上书,给当时的社会,造成了很大的影响。

高振衡深切同情和积极支持进步青年学生的爱国革命运动,支持学生罢课。在天津解放前夕,他参加了反饥饿、反迫害的斗争和罢教运动,积极热情地迎接天津的解放。

新中国成立之后,高振衡焕发了青春。他深深感受到党对知识分子的关心、爱戴和高度重视,满怀激情地投入到教学科研中去,为新中国的教育事业和科学技术的发展努力地工作,并担任了南开大学化学系教学、科研的组织领导工作。

在教学中,他讲授过有机化学、分析化学、有机化学结构理论、物理有机化学等课程,并编写出相应的教材。他素以严谨的教风著称,讲课条理清晰、循循善诱,深受学生的尊重和爱戴。他积极贯彻党的教育方针,组织和领导了多次教学改革实践,用自己的全部心血,努力为祖国培养人才。

高振衡是我国早期在物理有机化学研究方面卓有成就的学者之一。早在60年代初期,他就把量子化学应用到研究有机化合物分子结构和性能的关系上,先后进行过有机汞化合物、锑化合物结构与性能关系的研究。对分子中化学键的性质和电子结构方面提出了新观点,即汞原子可与相邻的共轭体系形成包括汞的空P轨道在内的大下健、利用量子化学处理,从分子微观结构上揭示了斯米扬诺夫(原苏联科学院院长)等人提出的“双重反应性能和“δ-δ共轭”概念的实质,并提出了顺式氯乙烯荃氯化汞的结构中存在一个新类型的化学键——四电子三中心键,阐明了烷基氯化汞与炔烃的加成反应的规律。他与合作者共同用量子化学方法处理了联多苯、共轭多烯及芳香稠环和杂环体系,并阐明了结构与性能之间的线性规律,提出了取代基效应规律,对芳香烃硝化反应中间体或过渡液态及卡宾活性中间体用分子轨道法进行了计算,在有机硼、有机稼化合物的结构与性能之间关系和反应机理方面都取得了可喜的成果。70年代中期,高振衡注意到有机闪烁剂和激光染料等新的荧光物质,已被广泛应用于原子能工业、军事工业、考古、地质勘探、民用工业、医药卫生等方面,而这些闪烁剂和激光染料都是一些大共轭体系有机发光体,他们性能的优劣与其分子结构有关。于是,他带领研究小组,积极地开展了唑、二唑类、笨并唑类五、六元氮氧杂环化合物的有机荧光分子结构与光性能关系的研究。经过辛勤地工作,系统合成了几百种氮氧杂环化合物,运用电子光谱、量子化学处理等方法,系统地研究了化合物的结构与光性能之间的关系,初步找到了某些规律性,并筛选出一批性能优良的液体闪烁剂和20多种紫外波段区新型激光染料,其激光性能达到或超过了国际上通用的同波段激光染料,填补了国内空白,出色地完成了他和课题组承担的“六五”、“七五”国家攻关项目,为此他获得了国家1978年全国科学大会奖。

 

二、主要贡献

 

1、结构理论

 

多年来,他一直从事有机化学的教学工作,在教学中,他讲授过有机化学、有机分析、有机化学结构理论和物理有机化学等课程,编写过相应的教材。他素以教学严谨著称。讲课条理清晰,对学生循循善诱,奖掖后进,深受学生的尊重和爱戴。 

高振衡是我国最早开拓有机化学结构理论研究、卓有成就的学者之一。在50年代初到60年代初,他先后进行过有机汞化合物结构和性能关系的量子化学处理、有机锑化合物的结构与性能关系的分析、类“卡宾”反应、三元碘杂环化合物的合成、有机硼化合物和有机镓化合物的研究,以及加成反应的立体化学等课题的研究。在他的带领下,南开大学物理有机化学研究室(原名有机结构理论研究室)在研究有机化合物结构与性能关系及反应机理方面都取得了丰硕成果。在我国他是比较早地将量子化学计算应用于研究有机分子结构与性能关系的有机化学家。他和助手处理了芳基汞、氯乙烯基氯化汞等化合物的结构,根据计算得到的π电荷分布及π-键序,首次指出在上述化合物分子中由于汞原子的空p轨道的参与形成了大π键,在此基础上,通过分析氯乙烯基氯化汞和双氯乙烯基汞的反应性质,从微观结构上揭示了A.H.涅斯米扬诺夫(Несмеянов,原苏联科学院院长)等人提出的“双重反应性能”和“δ.δ-共轭”概念的实质,并且提出了在顺式氯乙烯基氯化汞的结构中,存在一个新型的化学键——四电子三中心键。在探讨烃基氯化硫对不饱和键的加成反应机理的研究过程中,确定了加成的位置及立体化学,揭示了反应的离子性特点。

 

2、有机研究

 

70年代后,高振衡带领助手们开始了有机闪烁剂和有机激光染料的研究。

有机闪烁剂是闪烁计数器中不可缺少的工作物质,液体闪烁计数技术是世界上近30年来才发展起来的新的测量技术,它已经越来越多地被运用于各种科学领域。然而在我国,闪烁剂的生产,从产量到品种都不能满足日益发展的科学研究工作的需要。高振衡在广泛的社会调查之后,决定进行有机闪烁剂的合成及结构与性能关系的基础理论研究,力求尽快为我国研究和生产出一批新型闪烁剂。高振衡首先对五元杂氮氧化合物——恶唑、恶二唑类杂环化合物的有机荧光分子的结构与光性能关系进行了系统的研究。在合成、结构与光性能测试、溶剂效应及其量子化学处理等方面取得了很大的进展。这不仅在理论上有较大意义,而且开发了优良性能的有机闪烁剂及激光染料。自70年代至80年代这十多年间,激光技术在我国迅速地发展,可调谐染料激光器的研制工作非常活跃,要研制出性能优良的可调谐染料激光器,需要性能优良的激光染料。当时我国使用的激光染料全部依靠国外进口,这不仅需要花费国家大量外汇,而且还使一些国防工业单位在订购时产生许多困难与不便,高振衡了解以上情况后,在研究有机闪烁剂的基础上,自80年代初期开始,他和助手们开展了有机激光染料的合成及结构与性能关系的研究。他们对恶唑、恶二唑类杂环化合物的有机荧光分子的结构与光性能的关系,进一步做了较系统的工作,在通过紫外光谱、荧光光谱、荧光量子产率、荧光寿命、激光性能等相互关系的研究基础上,选用了不同的母体化合物,比较其光谱性能差异,又选用同一母体化合物,变换不同取代基和取代位置,再比较其光谱性能差异,得出在五元杂氮氧化合物中氮原子的增加其光谱的峰值波长向短波移(蓝移),共轭体系的共轭键加长,则光谱向长波移(红移),刚性结构的母体化合物,其光和化学稳定性相对比非刚性、非平面性化合物为佳。在取代基效应方面,凡是重原子取代的化合物,其荧光性能差,在烷基取代时,一般叔丁基或异丙基取代的化合物其熔点相对降低,溶解度增大,在其最佳浓度时,激光转换效率就高。如果取代基的位置影响化合物的平面刚性时,会影响其光谱的位置及发光的性能。从70年代到80年代,高振衡的研究室已合成了30多个系列700多种恶唑、恶二唑、苯并恶唑类化合物,根据他们系统研究所获得的上述规律,已从中筛选出多种新型紫外光谱区激光染料。高振衡和助手们研制出的对一位叔丁基(或甲基,氟)取代的26-二取代苯基苯并二恶唑化合物,其激光性能比目前国内外通用的紫外光谱区激光染料PPO提高了22.628.6%,此后,他们又试制成功了IBOP等性能优于国外同波段的激光染料。现此类激光染料除在国内有关研究单位使用外,已引起了国外同行的关注与兴趣。此项工作于1978年获全国科学大会奖。19808月,高振衡参加了国际纯粹与应用化学联合会在美国举办的第五届物理有机化学讨论会,他的论文《26-二取代苯并二恶唑的研究》,受到了与会者的重视,在西德一位科学家主动提出要求合作的情况下,两位科学家进行了多年的协作。高振衡的这项研究成果,自1979年以来连续承担了国家科委的“六五”、“七五”攻关项目,通过国家鉴定研究成功的新激光染料30多种,先后获得天津市科技成果一等奖、二等奖,国家自然科学奖三等奖,国家发明奖三等奖和国家教委科技进步二等奖等奖励。

高振衡所领导的研究室在开展有机化合物结构和光性能关系研究的同时,又开展了仿生有机化学反应、有机光化学、卡宾化学及天然丰度氘核磁共振法研究有机化学反应、有机负碳离子及有机正离子基化学等方面的研究。并为有机化学专业研究生开设了物理有机化学、有机光化学、有机活泼中间体和有机结构分析等专业课。

高振衡还为组织全国物理有机化学研究工作的交流,在中国化学会有机化学委员会下设立了物理有机化学学科组,为开展定期的全国性物理有机化学学术讨论会做出了贡献。他生前一直是中国化学会物理有机化学学科组组长,为了使中国的有机化学研究能接近和赶上世界先进水平,做了长期不懈的努力。

 

3、累累硕果

 

高振衡多年来,在我国基础理论研究和结合生产实践方面做出了重大贡献,他的一些研究工作达到了当时的国际水平,截至19901月,在《中国科学》《化学学报》和《高等学校化学学报》等学术刊物上共发表论文一百多篇,他的专著在我国高等院校有着广泛的影响。在60年代,他著的《有机化学结构理论》一书,长期为我国高等学校所使用。80年代初,他编著了《有机光化学》一书,是我国在该领域里的主要著作。根据他长期实践经验的总结及借鉴国外的先进教材,他著有《物理有机化学》(上、下册)。这二部著作系统地阐述了有机化合物结构、性能关系与有机化学反应历程,是目前国内较系统的物理有机化学教材,对推动我国物理有机化学的研究和发展有较大的意义,也被许多高等学校用作大学本科生和研究生的教材。该书荣获国家教育委员会优秀教材一等奖。此外他还作为编委参加了《中国大百科全书》化学卷的编写工作。

高振衡于198011月当选为中国科学院学部委员。

高振衡一生对党的教育事业忠心耿耿,以培育人才为自己的天职。50余年来,除为南开大学培养了大批本科毕业生和骨干师资外,还为兄弟院校培育了教师。高振衡从1956年开始招收研究生,先后共培养了40多名硕士研究生。1981年,国务院学位委员会批准在南开大学设立有机化学博士点,他成为博士研究生指导教师之一。几年来,他共培养了10名博士研究生。在培养研究生过程中,他不仅自己上课,还不顾年迈体弱,经常到实验室亲自指导、亲自查阅文献和进行课题设计,甚至亲自做有机合成实验,他对实验技术、科学素养等方面要求严格。对每个研究生的学位论文都亲自把关,逐字逐句修改后才能通过。

高振衡一生追求进步,追求光明。于1956年加入了中国共产党。

高振衡一生谦虚谨慎,待人热情,平易近人。无论是工作上的疑难或是生活中的困难,只要是他能做得到的,总是诚心诚意地去帮助他人。化学系有位年轻的工作人员丈夫去世后,带着孩子生活,困难很大,高振衡一家无论是在物质上,还是精神上给了她无微不至的帮助和关怀,使她能安心工作。高振衡在师生们的心目中不仅是严师,而且是一位慈祥的长者。

因为他在教学和科研工作中的突出贡献,1959年被选为先进工作者,参加全国群英会。1973年作为优秀教师代表参加天津市第一次教师代表大会。1977年参加天津市第二次教师代表大会,同年参加天津市科技大会,1982年获天津市劳动模范称号。1952年,他参加中国民主同盟,任文教委员。他曾先后任南开大学化学系副主任、系主任和物理有机化学研究室主任,国家科委化学学科组成员,中国化学会理事,《化学学报》编委,《高等学校化学学报》副主编,中国科学院感光化学研究所学术委员、研究员,天津市自然辩证法研究会理事,南开大学学术委员会及学位委员会委员,天津市政治协商会议委员等职。

高振衡在我国教育界和科学界辛勤耕耘了半个多世纪,他所培养出的学生们在国内外的化学领域中,多有建树。当他年过古稀之时,为了完成近百万字的《物理有机化学》一书,放弃了休息日,每天工作到深夜,为后人留下了一份宝贵的财富。

高振衡在重病期间仍然关心化学系的工作,以及他所指导的研究生的学习。甚至在他病危之际,仍把助手召到病床前,一边吸着氧气,一边以微弱的声音布置研究工作,并叫女儿将他出国时穿的西服拿到医院,他要去参加南开大学新化学大楼的奠基典礼,这些情景令人十分感动。19891114日,高振衡走完了他一生的光辉历程,把他的全部生命献给了祖国的化学事业。

 

资料源:

百度百科、院士纪念网、名人网、南开大学觉悟网、人民网、天津图书馆