
10月6日,2021年諾貝爾化學獎揭曉:德國科學家本傑明·李斯特和美國科學家大衛·麥克米倫因其對"有機催化不對稱發展"的貢獻而獲獎,這對藥物研究産生了巨大影響,使化學更加綠色。
"催化概念簡單而聰明,事實上,許多人想知道為什麼我們沒有早點考慮它,"諾貝爾化學委員會主席約翰奧克維斯特說,他指出了兩位新康納獎獲得者的最大特點 - 堅持他們的獨特性和原創性,而不是像其他人一樣走。
不對稱有機催化,建構分子的巧妙工具
建構分子是一門困難的藝術。許多研究領域和行業都依賴于化學家的能力來建構可以形成性能特定材料的分子,建構高性能電池或新藥。所有這些分子的建構通常需要催化劑。
長期以來,研究人員一直認為,手工催化原則上隻能用于兩種類型的催化劑:金屬和酶。但Benjamin和David在2000年獨立開發了第三種基于小有機分子的催化劑,此後出現了一個新術語,即不對稱有機催化。
中國科學院上海有機科學研究所研究員左志偉曾在大衛實驗室擔任博士後研究員,他聽大衛談論這一新發現的最初想法:金屬催化劑在1990年代非常成熟,但它們生産成本高昂,環保健康,以去除微量殘留的重金屬。是以,David想找到一種新的方法來找到一種無金屬,廉價和環保的催化劑。
幾乎與大衛同時,本傑明也在進行類似的探索,最終為有機催化打開了大門,打開了自2000年以來蓬勃發展的領域。事實證明,有機催化不怕水,不怕氧,而且操作簡單,價格便宜,受到業界的歡迎。
著名有機化學家、上海交通大學常務副校長丁奎玲告訴記者,有機催化劑可以用來驅動各種化學反應,特别是在制藥領域,"在建構分子時,往往有手部分子,就像我們的左右手一樣,看起來一模一樣,但不能重合。但在制藥方面,一般隻有一種有效,另一種甚至有毒副作用,不對稱有機催化為我們獲得優質高效的好藥,做出了很大的貢獻。
"到目前為止,他們一直是有機催化的上司者。他說,本傑明一直緻力于提高有機催化的效率,而大衛則開辟了光催化的新領域 - 這也是諾貝爾獎級别的工作。
跳出思維定勢,别人的反複實驗成為他們諾貝爾獎的作品
"催化概念簡單而聰明,事實上,很多人想知道為什麼我們沒有早點想到它。諾貝爾化學委員會主席約翰·奧克維斯特(John Oakvist)表示,這兩位諾貝爾獎獲得者也許是世界最大的靈感來源。
事實上,本傑明和大衛最基本的諾貝爾獎工作在過去幾十年中已經重複了無數次,使用脯氨酸作為實驗,可以說是每個研究有機化學的研究所學生都必須掌握的技能。但是,誰會想到,從司空見慣的簡單重複中,在探索一個新領域時會有隐藏的發現呢?
"氨基酸必須成為酶的一部分才能催化化學反應嗎?"單個氨基酸或類似的簡單分子可以做同樣的事情嗎?在他們之前沒有人想到這一點。丁穎玲說,這種走出思維定勢、不同尋常的思維方式,确實值得所有研究者仔細思考和學習。
周健是華東師範大學化學與分子工程學院教授,2005年至2008年在本傑明實驗室攻讀博士後研究。"他從不加班,他最欣賞的是一種輕松悠閑的态度來解決科學問題。在他眼中,本傑明喜歡學生在喝酒、踢足球、開會和交流時自由探索,"他希望我專注于前沿、頂級和我們喜歡的化學反應。
而大衛對原創性的追求則更加極端。在左志偉眼中,導師對論文發表的要求非常嚴格,一般以他的教授水準,至少發表過300篇論文,而他隻發表了100篇論文左右,"有很多工作其實足以在世界級期刊上發表,但如果覺得這些工作不夠原創,他甯願不這樣做, 别人的研究不夠有啟發性,不能有重大影響。
"中國"很深,他們都有一批中國博士後
今年的諾貝爾化學獎終于回歸純化學,兩位新河野獎獲得者與中國有着深厚的關系,有20多名中國博士後學生在本傑明實驗室完成進一步研究,而大衛的實驗室則接待了十幾名中國博士後學生。
雖然本傑明和大衛的關系因為學術上的競争而有些"緊張",而且業内傳聞表明他們一般不會出現在同一個學術會議上,但他們對中國同行和中國學生非常友好。
疫情爆發前,本傑明經常會突然出現在上海有機園區,熟悉到提前甚至打招呼,來面試幾個學生,或者跑到朋友的辦公室聊天,然後離開。上海有機研究所的研究人員記得很清楚,本傑明喜歡紅肉,每次吃在必點。
"本傑明的50歲生日也是在上海,還是在浦江的一艘遊輪上。周健說,2018年他邀請本傑明到上海講學,順便說一句,他把中國所有的學生都聚集到上海,一起慶祝導師的生日。
最近,David還為有機學院的學生做了一個線上講座。"過去,他幾乎每兩年來一次中國,在美國,他每年都會帶學生來他家一兩次。"大衛對享受生活了解很多,"左先生說,"他可能是高爾夫界最受歡迎的有機化學教授之一,也是最有品味的葡萄酒教授之一。'
作者:徐偉民
編輯:徐偉民
圖檔來源:諾貝爾官方網站,受訪人照片