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今年的诺贝尔化学奖“非常化学”,一位获奖者会打太极,另一位“不走寻常路”
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来源:上观新闻 作者:黄海华 彭德倩 2021-10-06 21:18
摘要:今年没有颁给和化学交叉的工作

北京时间10月6日17时55分许,德国马普煤炭研究所的本杰明·李斯特和美国普林斯顿大学的大卫·麦克米伦,被授予2021年诺贝尔化学奖。

构建分子是一门困难的艺术,两位科学家开发出了一种精确的分子构建新工具:不对称有机催化。这对药物研究产生了巨大影响,并使化学更加绿色。

被戏称为“诺贝尔理综奖”的诺贝尔化学奖,今年没有颁给和化学交叉的工作,被认为是一次“非常化学”的回归。

【“更加适合于药物合成与生产”】

许多领域和行业依赖于化学家构建分子的能力,这些分子可以形成弹性和耐用的材料,将能量储存在电池中,或抑制疾病的进展。在构建分子时,催化剂是化学家必不可少的基本工具,它可以控制和加速化学反应。我们的身体里面就包含了数以千计以“酶”存在的催化剂,它们可以分解出生命所必需的分子。

长期以来,研究人员认为原则上只有两种催化剂可用:金属和酶。本杰明·李斯特和大卫·麦克米伦在2000 年独立开发了第三种催化剂,它被称为“不对称有机催化”,并建立在有机小分子上。

所谓不对称催化,是通过使用手性催化剂来实现不对称合成反应。上海大学化学系教授吴小余告诉解放日报·上观新闻记者,“手性”是指一个物体不能与其镜像相重合。如我们的双手,左手与互成镜像的右手不重合,“手性”在化学医药领域更加普遍,一个手性分子与其镜像不重合。举个例子,同样化学成分的柠檬烯,左旋柠檬烯是松节油气味,右旋柠檬烯则是我们常见的柠檬气味,“左右”不同,人体对其感受也不同。

2001年的诺贝尔化学奖授予了“手性催化氢化反应”的研究,开辟了一个全新研究领域。时隔20年,“不对称催化合成”再次摘得诺奖,其重要性可见一斑。

同济大学化学科学与工程学院张扬会教授告诉解放日报·上观新闻记者,20年前的诺贝尔化学奖也是颁给了不对称催化,但是以金属作为催化剂,而今年获奖的研究,则是用有机小分子作为催化剂,为不对称合成开创了新途径。

“用有机小分子来做催化剂,这就避免了金属的使用,防止少量的金属(特别是重金属)在手性产品中的残留,更加适合于药物合成与生产。”中科院上海有机化学所研究员游书力告诉解放日报·上观新闻记者。

吴小余教授认为,有机小分子催化在工业应用上,还有较多未知需要探索。“每年的诺贝尔奖,都像一束高光,打在学科的一个方向,让社会和学界进一步了解,这对该领域的研究本身是有积极作用的。”

【“这个时候不应该讨论工作,而是好好休息”】

本杰明·李斯特对中国文化情有独钟,会打太极拳,喜欢品尝中国白酒,对中国人也很友好,在他那里做博士后研究的中国学者已有20个之多。”华东师范大学教授周剑告诉解放日报·上观新闻记者,他是本杰明·李斯特第一个来自中国的博士后。


本杰明·李斯特在打太极拳。周剑提供

在周剑眼中,本杰明·李斯特是一个思维很活跃的科学家,想法新奇,追求原创和顶级的工作,也经常鼓励学生。

本杰明·李斯特在工作时间非常努力,但在非工作时间,如果有人找他讨论学术问题,他会幽默地说:“这个时候不应该讨论工作,而是好好休息。”

“他是一个很容易相处的人,也很随意,经常在会议室一边讨论学术问题,一边喝着啤酒。在圣诞节前夜还会邀请课题组里的人,一起去喝酒。”周剑说。


2018年,本杰明·李斯特(左五)50岁生日时在上海和中国学生聚会。周剑提供

“如果要用一个词组来形容大卫·麦克米伦,那就是think different(不走寻常路)。”中科院上海有机所研究员左智伟告诉解放日报·上观新闻记者,他曾经在大卫·麦克米伦的课题组做博士后研究。

在左智伟看来,当金属催化成为手性合成的一大热点时,与同期的有机化学家不同,大卫·麦克米伦另辟蹊径,思考能否用简单的有机分子作为催化剂来高效合成手性分子,这样不仅可以降低成本,未来在应用方面也更有优势。2000年的突破性工作激发了众多有机化学家来发展更多有机催化模式。

大卫·麦克米伦2014年在上海有机所做报告。左智伟提供

“大卫·麦克米伦待人处事都很平和,但对化学要求非常严格。”左智伟说。

栏目主编:黄海华 文字编辑:黄海华 题图来源:诺奖官网
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