化学奖得主开发了一种巧妙的分子构建工具
有机催化
让“有害的手”变得有益
本报记者 陈伟斌
本亚明·利斯特 |
戴维·麦克米伦 |
北京时间10月6日晚,2021年诺贝尔化学奖揭晓,本亚明·利斯特(Benjamin List)和戴维·麦克米伦(David W.C. MacMillan)获得这一奖项,以奖励他们 “对于有机小分子不对称催化的重要贡献”。
从官方的表述中,我们可以简单了解一下本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦的杰出贡献——开发了一种新的、巧妙的分子构建工具:有机催化。它的用途包括了研究新药、使化学更环保,并使生产不对称分子变得更加容易。
在我们大多数人脑海中,分子都还只是比较粗浅的认知:小,却复杂。不过,当人类可以更好地控制那微观世界,也就给自己的生存发展提供更多优化选项。
现实世界里,要合成一款适合人类并能被应用到具体研发中去的分子,其步骤和要求,非常严苛。特别在分子构建过程中,存在明显的“手性特征”,即在构建分子时,经常会形成两种对称的分子,就像我们左右手一样,看上去简直是镜像般对称的存在。但实际应用中,我们通常只需其中一种,另一种有时是无效甚至有害的。
我们要如何更好地构建分子,从而不仅可以利用“有益的手”,同时也区分或同化“有害的手”呢?本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦给我们带来的,就是通过用有机催化这种方式,让被构建的分子从“对称”变为“不对称”,也就是将“有害的手”转化为“有益的手”。
而说到催化剂,大家都会想到金属和酶,它们被认为是最基础最普遍的催化物。本次两位诺奖获得者跳脱出了传统认知,跳进了一条新的“生产线”。他们通过实验发现,即便是单个氨基酸或类似的其他简单分子,也能起到相同的催化作用,甚至能更好更有效地提升催化效率。