使化學(xué)學(xué)科更加“綠色” 兩名科學(xué)家獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)公布了化學(xué)獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)名單，本亞明·利斯特和戴維·麥克米倫因?yàn)樵?ldquo;發(fā)展不對(duì)稱(chēng)有機(jī)催化”方面作出的卓越貢獻(xiàn)而獲獎(jiǎng)。

構(gòu)建分子是一門(mén)困難的藝術(shù)。利斯特和麥克米倫開(kāi)發(fā)出一種精確的分子構(gòu)建新工具——有機(jī)催化劑，這一工具對(duì)藥物研究產(chǎn)生了巨大影響，并使化學(xué)學(xué)科更加“綠色”。

化學(xué)家的“基本工具”

許多研究領(lǐng)域和行業(yè)都依賴(lài)于化學(xué)家構(gòu)建分子的能力，這些分子可以形成彈性及耐用的材料，或者將能量?jī)?chǔ)存在電池中，或者在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)抑制疾病發(fā)展——以上這些工作都需要催化劑。

催化劑是控制和加速化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，但不會(huì)成為最終產(chǎn)品的一部分。例如，汽車(chē)中的催化劑將廢氣中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害分子;我們的身體也包含數(shù)以千計(jì)的酶形式的催化劑，它們可以分解出生命所必需的分子。

因此，催化劑被稱(chēng)為化學(xué)家的“基本工具”。但長(zhǎng)期以來(lái)研究人員認(rèn)為，原則上只有兩種催化劑可用：金屬和酶。利斯特和麥克米倫此次被授予2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，正是因?yàn)樗麄冊(cè)?000年獨(dú)立開(kāi)發(fā)了第三種催化劑——不對(duì)稱(chēng)有機(jī)催化，建立在有機(jī)小分子的基礎(chǔ)上。

簡(jiǎn)單又巧妙環(huán)保又廉價(jià)

諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)委員會(huì)主席約翰·阿克維斯特表示：“這個(gè)催化概念既簡(jiǎn)單又巧妙，事實(shí)上很多人都想知道，為什么我們沒(méi)有早點(diǎn)兒想到它。”

有機(jī)催化劑有一個(gè)穩(wěn)定的碳原子框架，活性化學(xué)基團(tuán)可以附著在碳原子上。有機(jī)催化劑通常由氧、氮、硫或磷等常見(jiàn)元素組成，這意味著這些催化劑既環(huán)保又廉價(jià)。

有機(jī)催化劑使用范圍的迅速擴(kuò)大，主要是由于它們能夠驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱(chēng)催化。在構(gòu)建分子時(shí)，經(jīng)常會(huì)形成兩種不同的分子，就像我們的手一樣，它們是彼此的鏡像?；瘜W(xué)家通常只需要其中一種，尤其是在生產(chǎn)藥品時(shí)。

自2000年以來(lái)，有機(jī)催化以驚人的速度發(fā)展。利斯特和麥克米倫迄今仍然是該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，他們已經(jīng)證明有機(jī)催化劑可用于驅(qū)動(dòng)多種化學(xué)反應(yīng)。

利用這些反應(yīng)，研究人員現(xiàn)在可以更有效地構(gòu)建很多東西，從新藥物到可在太陽(yáng)能電池中捕獲光的分子?？梢哉f(shuō)，通過(guò)這種方式，有機(jī)催化劑正在為人類(lèi)帶來(lái)最大的利益。(張夢(mèng)然)

關(guān)鍵詞： 綠色 化學(xué)學(xué)科 科學(xué)家 諾貝爾