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两名科学家分享2021年诺贝尔化学奖

时间: 2021-10-11

  拆除横跨公路龙门架。10月6日,在瑞典斯德哥尔摩举行的2021年诺贝尔化学奖公布现场,屏幕上显示奖项得主本亚明·利斯特(左)与戴维·麦克米伦的照片。(新华社发,魏学超摄)

  新华社斯德哥尔摩10月6日电(记者和苗 付一鸣)瑞典皇家科学院6日宣布,将2021年诺贝尔化学奖授予两名科学家本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦,以表彰他们在发展不对称有机催化中的贡献。

  利斯特1968年出生于德国法兰克福,现任德国马克斯-普朗克煤炭研究所所长;麦克米伦1968年出生于英国贝尔斯希尔,现任美国普林斯顿大学教授。瑞典皇家科学院常任秘书戈兰·汉松当天在皇家科学院会议厅公布了获奖者名单及主要成就。他说,今年的获奖研究成果是“构建分子的巧妙工具”。

  瑞典皇家科学院在当天发表的新闻公报中说,构建分子是“一门困难的艺术”。利斯特和麦克米伦因开发出一种精确的分子构建工具——不对称有机催化而获奖,他们的成果对药物研究产生了巨大影响,并使化学更加“绿色”。

  公报说,许多科研领域和工业行业都依赖于化学家构建分子的能力,而构建分子需要催化剂来控制和加速化学反应。例如,汽车里的催化剂可以将排放废气中的有毒物质转化为无害分子;我们体内也有数以千计的催化剂,这就是能帮助生成生命必需分子的酶。

  催化剂是化学家的基本工具,但研究人员长期以来认为原则上只有金属和酶这两类催化剂可用。利斯特和麦克米伦在2000年各自独立开发出了第三类催化剂,它建立在有机小分子基础上,被称为不对称有机催化剂,它们驱动的反应就是不对称有机催化。

  据介绍,有机催化剂拥有一个稳定的碳原子骨架,使得更活泼的化学基团可以附着在上面。有机催化剂的其他元素是常见的氧、氮、硫或磷,这意味着它既环保又廉价。

  有机催化剂的迅速广泛应用主要是由于它们能驱动“不对称催化反应”,合成手性分子。手性分子是指两种分子在成分上完全一样,但空间结构彼此互为镜像,好比人的左手和右手。互为手性的分子特性可能有很大差异,化学家通常只需要其中一种,尤其是在生产药品时。这就需要用不对称有机催化来选择性地合成分子。

  2000年以来有机催化发展速度惊人,利斯特和麦克米伦一直是该研究领域的领导者。他们的研究成果表明,有机催化剂可用于驱动多种化学反应,通过这些反应可以有效合成多种分子,包括新药物分子、在太阳能电池中捕获光的分子等,为人类带来巨大益处。

  两名科学家将平分1000万瑞典克朗(约合115万美元)奖金。利斯特在发布会现场的电话连线中表示自己获奖很意外。他形容收到获奖消息所感时说:“很难描述,这是一个我永远不会忘记的特殊时刻。”

  科普:让构建分子发生革命性变化的巧妙工具——2021年诺贝尔化学奖成果解读

  从太阳能电池到轻便跑鞋,再到治疗各种疾病的药物,许多工业产品依赖于化学家合成的能力。然而要让肉眼不可见的化学成分按人类所需的方式合成新分子并非易事。2021年诺贝尔化学奖得主本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦的成就是,各自独立开发出一种分子构建工具——不对称有机催化,它广泛用于新药开发,并使化学合成变得更“绿色”。