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【諾貝爾獎(jiǎng)】2021年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予本杰明·利斯特和大衛(wèi)·麥克米倫

許琦敏　2021年10月08日 07:49

10月6日，2021年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)揭曉：授予德國科學(xué)家本杰明·利斯特和美國科學(xué)家大衛(wèi)·麥克米倫，以表彰他們對(duì)“不對(duì)稱有機(jī)催化發(fā)展”的貢獻(xiàn)，這對(duì)藥物研究產(chǎn)生了巨大影響，并使化學(xué)更加綠色。

“這個(gè)催化概念既簡單又巧妙，事實(shí)上很多人都想知道為什么我們沒有更早地想到它，”諾貝爾化學(xué)委員會(huì)主席約翰·奧克維斯特的一句話，道出了這兩位新科諾獎(jiǎng)得主的最大特點(diǎn)——堅(jiān)持獨(dú)特與原創(chuàng)，不走與別人雷同的路。

不對(duì)稱有機(jī)催化，構(gòu)建分子的巧妙工具

構(gòu)建分子是一門艱難的藝術(shù)。許多研究領(lǐng)域和行業(yè)都依賴于化學(xué)家構(gòu)建分子的能力，這些分子可以形成性能特異的材料、構(gòu)建高性能電池，或是新藥。而所有這些分子的構(gòu)建通常都需要催化劑。

長期以來，研究人員總是認(rèn)為，手性催化原則上只有兩類催化劑可用：金屬和酶。但本杰明和大衛(wèi)在2000年獨(dú)立開發(fā)了第三種催化劑——建立在有機(jī)小分子上，從此有了一個(gè)新名詞“不對(duì)稱有機(jī)催化”。

中科院上海有機(jī)所研究員左智偉曾在大衛(wèi)的實(shí)驗(yàn)室做博士后，他曾聽大衛(wèi)提起過這一新發(fā)現(xiàn)的初衷：上世紀(jì)九十年代，金屬催化劑已經(jīng)非常成熟，然而這些催化劑價(jià)格高昂，而且為了去除微量殘余重金屬，帶來很多生產(chǎn)、環(huán)保、健康上的成本。于是，大衛(wèi)就想另辟蹊徑，找到一種不用金屬的、價(jià)格低廉又環(huán)保的催化劑。

幾乎與大衛(wèi)同時(shí)，本杰明也在做著類似的探索，最終兩人同時(shí)為有機(jī)催化踢出了臨門一腳，開啟了自2000年以來該領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。事實(shí)證明，有機(jī)催化不怕水、不怕氧氣，還操作簡單、價(jià)格便宜，深受工業(yè)界的歡迎。

著名有機(jī)化學(xué)家、上海交通大學(xué)常務(wù)副校長丁奎嶺告訴記者，有機(jī)催化劑可用于驅(qū)動(dòng)多種化學(xué)反應(yīng)，尤其在藥物領(lǐng)域，“在構(gòu)建分子時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)手性分子，就像我們的左右手一樣，看起來一模一樣，卻無法重合。但在制藥時(shí)，一般只有其中一種有效，而另一種甚至?xí)卸靖弊饔茫粚?duì)稱有機(jī)催化為我們獲得優(yōu)質(zhì)高效的好藥，做出了很大的貢獻(xiàn)”。

“直到現(xiàn)在，他們兩位仍是有機(jī)催化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。”他介紹，本杰明一直致力于提升有機(jī)催化的效率，而大衛(wèi)則在光催化領(lǐng)域有了新的開拓——這同樣也是諾獎(jiǎng)級(jí)工作。

跳出思維定勢(shì)，別人的重復(fù)實(shí)驗(yàn)成了他們的諾獎(jiǎng)工作

“這種催化概念既簡單又巧妙，事實(shí)上，很多人都想知道為什么我們沒有更早地想到它。”諾貝爾化學(xué)委員會(huì)主席約翰·奧克維斯特的這句話，可能是這兩位諾獎(jiǎng)得主對(duì)世人最大的啟迪。

其實(shí)，本杰明與大衛(wèi)獲得諾獎(jiǎng)的最基本工作，已經(jīng)在過去幾十年被無數(shù)人重復(fù)過無數(shù)次，用脯氨酸來做實(shí)驗(yàn)，可以說是每個(gè)學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的研究生必須掌握的技能。但是，誰又想到，從習(xí)以為常的簡單重復(fù)中，會(huì)隱藏著開拓一個(gè)新領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)?

“氨基酸必須作為酶的一部分，才能催化化學(xué)反應(yīng)嗎?單個(gè)氨基酸，或類似的其他簡單分子，是否也能起到相同的作用?在他們之前，誰也沒想過。”丁奎嶺說，這種跳出思維定勢(shì)、不走尋常路的創(chuàng)新思維，的確值得所有科研工作者細(xì)心揣摩與學(xué)習(xí)。

華東師范大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授周劍曾于2005年至2008年在本杰明的實(shí)驗(yàn)室攻讀博士后。“他從不加班，最欣賞的就是用輕松悠閑的態(tài)度去攻克科學(xué)難題。”在他眼中，本杰明喜歡學(xué)生在喝酒踢球、開會(huì)交流中，充分地自由探索，“他希望我我們集中精力去思考最前沿、最頂尖，同時(shí)也是自己喜歡的化學(xué)問題”。

而大衛(wèi)對(duì)于原創(chuàng)的追求，更加極致。在左智偉眼中，這位導(dǎo)師對(duì)研究工作的要求非常嚴(yán)格，至今只發(fā)了不到百篇論文，“有很多工作其實(shí)已經(jīng)足以在國際一流期刊上發(fā)表，但他要是覺得這些工作沒有足夠原創(chuàng)性、對(duì)后續(xù)研究沒有足夠啟發(fā)性、不能產(chǎn)生重要影響，他寧可不發(fā)”。【責(zé)任編輯/江小白】

來源：文匯報(bào)

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