北京時(shí)間10月6日消息，2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予Benjamin List 和 David MacMillan，獲獎(jiǎng)原因?yàn)?ldquo;在不對稱有機(jī)催化方面的發(fā)展”，他們開發(fā)的工具徹底改變了分子的構(gòu)造。

　　構(gòu)建分子的巧妙工具

　　分子構(gòu)建是一門困難的藝術(shù)。Benjamin List和David MacMillan因開發(fā)了一種精確的分子構(gòu)建新工具——有機(jī)催化——而被授予2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這項(xiàng)技術(shù)對藥物研究產(chǎn)生了巨大的影響，并使化學(xué)更加環(huán)保。

　　許多研究和工業(yè)領(lǐng)域都依賴于化學(xué)家構(gòu)建分子的能力，這些分子可以形成彈性和耐用的材料，在電池中儲(chǔ)存能量，甚至抑制疾病的進(jìn)展。這項(xiàng)工作需要催化劑的參與。在化學(xué)反應(yīng)中，催化劑可以控制和加速反應(yīng)，但不會(huì)成為最終產(chǎn)物的一部分。例如，汽車中所用的催化劑能將廢氣中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害分子。我們的身體中也含有數(shù)以千計(jì)的催化劑——酶，它們可以分解出生命所必需的分子。

　　因此，催化劑是化學(xué)家的基本工具，但研究人員長期以來一直認(rèn)為，原則上只有兩類催化劑：金屬和酶。Benjamin List和David MacMillan被授予2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的原因是，他們在2000年在有機(jī)小分子的基礎(chǔ)上，各自獨(dú)立地開發(fā)了第三類催化劑，即“不對稱有機(jī)催化”。

　　諾貝爾化學(xué)委員會(huì)主席Johan Åqvist說：“催化的概念既簡單又巧妙，事實(shí)上，許多人都想知道為什么我們沒有更早地考慮這一領(lǐng)域。”

　　有機(jī)催化劑具有一個(gè)穩(wěn)定的碳原子框架，可以讓更活躍的化學(xué)基團(tuán)附著在上面。它們通常含有一些常見元素，如氧、氮、硫或磷。這意味著這些催化劑既環(huán)保又便宜。

　　由于有機(jī)催化劑驅(qū)動(dòng)不對稱催化的能力，其用途迅速擴(kuò)展。在分子構(gòu)建的過程中，通常會(huì)出現(xiàn)形成兩種不同分子的情況，它們就像我們的手一樣，互為鏡像。化學(xué)家通常只需要其中一種分子，特別是在生產(chǎn)藥品的時(shí)候。

　　自2000年以來，有機(jī)催化領(lǐng)域以驚人的速度發(fā)展。Benjamin List和David MacMillan仍然是這個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，他們證明了有機(jī)催化劑可以用來驅(qū)動(dòng)大量的化學(xué)反應(yīng)。利用這些反應(yīng)，研究人員可以更有效地構(gòu)建任何分子，包括新的藥物，以及可以在太陽能電池中捕捉光的分子。以這種方式，有機(jī)催化劑給人類帶來了巨大的益處。

　　Benjamin List，1968年生于德國法蘭克福，1997年獲德國法蘭克福大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位，目前任職于德國馬克斯-普朗克煤研究所。

　　David W.C。 MacMillan，1968年生于英國貝爾斯希爾，1996年獲美國加州大學(xué)歐文分校博士學(xué)位，現(xiàn)為美國普林斯頓大學(xué)教授。