2021諾貝爾化學獎公布，對新藥研發、電池儲能等有重大意義
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2021年諾貝爾獎的最后一個科學類獎項——化學獎揭曉。
北京時間10月6日下午5點49分許，2021年諾貝爾獎的最后一個科學類獎項揭曉——德國科學家本杰明·李斯特（Benjamin List）教授與美國科學家大衛·麥克米倫（David MacMillan）教授因在“不對稱有機催化”上的突破性貢獻，被授予2021年諾貝爾化學獎。
德國科學家李斯特（Benjamin List，左）、美國科學家麥克米蘭（David MacMillan）（＠NobelPrize/Twitter）
本杰明·李斯特（Benjamin List），德國有機化學家，現為德國馬克思普朗克所煤炭研究所（Max-Planck-Institut für Kohlenforschung）教授。1997年于法蘭克福獲得博士學位，后在美國Scripps研究所做博士后研究并留任助理教授。2003年起入職德國馬普所煤炭研究所，并于2005年榮升教授。B本杰明·李斯特教授主要從事于有機化學與合成，是不對稱有機催化領域的開創者之一，首次運用L-脯氨酸作為有機小分子催化劑催化不對稱aldol反應，開創了有機小分子催化的先河并引領了有機小分子催化劑的發展。
大衛·麥克米倫（David MacMillan），普林斯頓大學 James S. McDonnell 杰出大學化學教授，美國科學院院士。他于1968年出生于蘇格蘭，在格拉斯哥大學獲得化學學士學位；1996年于加州大學歐文分校獲得博士學位；1998年在加州大學伯克利分校開始獨立職業生涯，2000年搬至加州理工學院，2006 年起任教于普林斯頓大學，從 2010 年到 2015 年擔任普林斯頓化學系系主任。大衛·麥克米倫致力于研究不對稱有機分子催化劑的開發及新合成方法的開發。曾獲得2015年2015 Harrison Howe獎、2017 Ryoji Noyori 獎等獎項。
2000年，本杰明·李斯特與大衛·麥克米倫分別發現了第三種催化劑，它被稱為"不對稱有機催化劑"，以微小的有機分子為基礎。
有機催化（organocatalysis）是一種高精確度的工具，可用于分子建構，對藥學研究做出重大貢獻，也有助于讓化學相關產業對環境更友善，對人類福祉頗有裨益。
第三種催化劑：不對稱有機催化
催化與催化劑術語的定義為2021年諾貝爾化學獎奠定基礎。
催化的定義始于1835年，瑞典著名化學家永斯·貝采利烏斯（Jakob Berzelius）在瑞典皇家科學院年度報告中描述物理學與化學最新進展，寫道一種新的“力量”可以“產生化學活動”，即一種物質的存在才會引發化學反應，他認為這種物質具有催化力，并把這種現象本身稱為催化。
于是，自貝采里烏斯時代以來，化學家們進行了大量的嘗試與探索，他們發現了許多可以分解分子或讓它們合成到一起的催化劑。催化劑的誕生才得以制造了我們日常生活中數千不同的物質，比如藥物、塑料、香水和食品調味劑。據估計，世界生產總值的35%都在某種程度上涉及化學催化。
原則上，2000年之前發現的催化劑只有2種：金屬與酶（酵素）。
金屬通常是優秀的催化劑，它可以暫時容納電子或化學過程中將電子提供給其他分子。這能幫助松動分子中的化學鍵，原本牢固的鍵也可以被打破，并形成新的連接。但是，許多金屬催化劑都是重金屬，它們可能對環境有害。
酶則是不對稱催化的大師，在有兩種手性鏡像的時候，它們總是只生成其中一種。這些酶還會并肩工作：當一種酶完成反應，另一種酶接手繼續工作。通過這種方式，它們可以以驚人的精度構建復雜分子，例如膽固醇、葉綠素或稱為番木鱉堿（strychnine）的毒素。
2000年，本杰明·李斯特與大衛·麥克米倫分別發現了了第三種催化劑：不對稱有機催化（asymmetric?organocatalysis）。
有機催化劑（organic catalyst）有一個由碳原子組成的穩定架構，搭配較具活性的化學物質，包括常見的元素如氧、氮、硫、磷等，因此這類催化劑較不傷害環境，成本也較低。
此外，有機催化劑不僅通常由簡單的分子組成，在一些情況下它們還可以像工廠傳動帶那樣連續工作，因為生產過程中的幾個步驟經?？梢赃B續不間斷地進行。這就是所謂的“級聯反應”，它可以大大減少化學品生產中的浪費。
金屬催化劑與麥克米蘭的有機催化劑（瑞典皇家科學院）
諾貝爾化學獎委員會主席艾克維斯特（Johan ?qvist）表示：“不對稱有機催化的概念既巧妙又單純，甚至讓許多人感到詫異：我們為什么沒有早一點想到?！?span style="display:none">Bf0曹操讀書網
不止應用于新藥領域
有機催化已經對藥物研究產生了巨大影響，藥物研究往往需要不對稱催化。在化學家能夠進行不對稱催化之前，許多藥物都包含分子的鏡像，其中一種是活性的，而另一種有時會產生負面影響。一個災難性的例子是，20世紀60年代的沙利度胺（反應停）丑聞，其中一種與沙利度胺互為鏡像的分子導致了數千個人類胚胎嚴重畸形。
利用有機催化，研究人員現在可以相對簡單地制造大量不同的不對稱分子。例如，他們可以人工生產具有潛在療效的分子，而非只能從稀有植物或深海生物中少量的分離。
在制藥公司，這種方法也被用來簡化現有藥品的生產。這方面的例子包括用于治療焦慮和抑郁癥的帕羅西汀，以及用于治療呼吸道感染的抗病毒藥物奧司他韋。
而有機催化劑之所以能夠廣泛運用，關鍵就在于它們具有“不對稱催化”的能力。分子建構過程中，經常會出現兩種互為鏡像（mirror image，左旋與右旋，就像左手與右手）的可能性，而不對稱催化可以幫助化學家做選擇。
兩種互為鏡像的分子，左旋檸烯（S-Limonene）與右旋檸烯（R-Limonene）（瑞典皇家科學院）
從本世紀開始，有機催化劑就在飛速地發展。本杰明·李斯特（Benjamin List）教授與大衛·麥克米倫（David MacMillan）教授仍然是該領域的領導者，他們證明了有機催化劑能夠在多個維度上驅動化學反應。通過這些反應，研究者可以更有效地生產出醫藥制造所需的分子，甚至是光伏發電。因此，有機催化劑給人類帶來了前所未有的好處。
（鈦媒體APP編輯郭虹妘綜合自藥明康德、果殼、返樸等）
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