北京时间10月6日17时51分,2021年诺贝尔化学奖揭晓:授予德国科学家本亚明·利斯特和美国科学家戴维·麦克米伦,以表彰他们对“不对称有机催化的发展"的工作,这对药物研究产生了巨大影响,并使化学更加绿色。两人将平分奖金。
让我们来认识一下两位新晋化学奖得主:
本亚明·利斯特:1968年出生于德国法兰克福,德国鲁尔河畔米尔海姆市马克斯-普朗克煤炭研究所所长。
戴维·W.C麦克米伦:1968年出生于英国贝尔希尔,美国普林斯顿大学教授。
一个构建分子的巧妙工具
构建分子是一门艰难的艺术。本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦因其开发了一种精确的分子构建新工具:有机催化,而被授予2021年诺贝尔化学奖。
许多研究领域和行业都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。这项工作需要催化剂,催化剂是控制和加速化学反应的物质,但不会成为最终产品的一部分。例如,汽车中的催化剂将废气中的有毒物质转化为无害分子。我们的身体还包含数以千计的酶形式的催化剂,它们可以分解出生命所必需的分子。
因此,催化剂是化学家的基本工具,但研究人员长期以来认为,原则上只有两种催化剂可用:金属和酶。本亚明和戴维在2000年独立开发了第三种催化剂,它被称为“不对称有机催化”,并建立在小有机分子上。
“这种催化概念既简单又巧妙,事实上,很多人都想知道为什么我们没有更早地想到它。”诺贝尔化学委员会主席约翰-奥奎斯特说。
有机催化剂有一个稳定的碳原子骨架,更活泼的化学基团可以附着在上面。这些通常含有常见元素,如氧、氮、硫或磷。这意味着这些催化剂既环保又生产成本低廉。
有机催化剂应用的迅速扩展主要是由于它们能够驱动不对称催化。在构建分子时,经常会出现两种不同的分子可以形成的情况,就像我们的手一样,它们是彼此的镜像。化学家通常只需要其中一种,尤其是在生产药品时。
自2000年以来,有机催化以惊人的速度发展。本亚明和戴维仍然是该领域的领导者,并表明有机催化剂可用于驱动多种化学反应。利用这些反应,研究人员现在可以更有效地构建任何东西,从新药到可以在太阳能电池中捕获光的分子。通过这种方式,有机催化剂正在为人类带来前所未有的好处。
作者:许琦敏 沈湫莎
责任编辑:任荃
图源:诺奖官网
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