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诺贝尔化学奖终于不再是"李氏综合奖"了吗?

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10月6日下午,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将把2021年诺贝尔化学奖授予德国科学家本杰明·李斯特和英国出生的科学家大卫。C MacMillan因其"对不对称有机催化的发展的贡献"。他们将分享1000万瑞典克朗(约合735万元人民币)的奖金。

专家指出,今年的诺贝尔化学奖是授予两位纯化学家的"真正的化学奖"。两位化学家的研究,不对称有机催化,有助于更简单,高效,更环保地合成新药。

为什么要给他们?

根据诺贝尔网站的说法,李斯特和麦克米兰开发了一种新的,巧妙的分子构建工具,有机催化,可用于研究新药并帮助使化学更环保。

它解释说,许多领域和行业都依赖于化学家构建分子的能力,这些分子可以形成有弹性的,耐用的材料,这些材料将能量储存在电池中或抑制疾病进展。这项工作需要催化剂,即控制和加速化学反应的物质,但它们不会成为最终产品的一部分。可以说,催化剂是化学家的基本工具。

诺贝尔化学奖终于不再是"李氏综合奖"了吗?

许多分子以两种变体存在,其中一种是另一种的镜像,对身体有完全不同的影响。例如,柠檬烯分子的一个版本具有柠檬味,而其镜像变体具有橙味。照片 诺贝尔奖官方推特账号

研究人员长期以来一直认为只有两种催化剂可用 - 金属和酶。但李斯特和麦克米兰在2000年独立开发了第三种催化剂,即不对称有机催化。

中国科学院大连化学物理研究所副研究员邓立政告诉新京报,李斯特和麦克米兰开发的不对称有机催化解决了手有机物高效合成的问题。

"简单地说,有机物中存在手部分子,分为左撇子和右撇子。在有机合成中,左手分子和右手分子通常一起出现,他们想要解决的问题是一个具体问题,即只有一手分子的合成,并且是高效合成。不对称有机催化解决了这个问题。邓立正解释道。

"不对称的有机催化导致有机化学反应在所需手分子的方向上发生。今年的两位诺贝尔化学奖获得者发明了一种方法,使这种催化反应更有效,比前一次快7000倍,"邓说。

"催化概念简单而聪明,事实上,很多人都想知道为什么我们没有早点想到它,"诺贝尔化学委员会主席Johan 2qvist说。

本研究的主要应用是什么?

本杰明·李斯特1968年出生于德国法兰克福,现在在安省米尔海姆的马克斯普朗克煤炭研究所工作。

诺贝尔化学奖终于不再是"李氏综合奖"了吗?

李斯特和他的妻子。照片 诺贝尔奖官方推特账号

David McMillan于1968年出生于苏格兰,目前是美国普林斯顿大学的化学教授。从2010年到2015年,他担任普林斯顿大学化学系主任。

诺贝尔化学奖终于不再是"李氏综合奖"了吗?

大卫·麦克米兰。视频截图

根据诺贝尔奖网站的数据,自2000年以来,有机催化以惊人的速度增长。但李斯特和麦克米兰无疑是这一领域的领导者,他们已经证明有机催化可以用来驱动各种化学反应。

利用这些反应,研究人员可以更有效地构建任何东西,包括新药,可以在太阳能电池中捕获光的分子等。这样,有机催化给人类带来了最大的好处。

"不对称有机催化主要用于药物合成。邓小平解释说,药物很方便,而有效的药物通常是左撇子分子,右手分子是有害的。然而,在过去的药物合成中,左撇子分子和右手分子是结合在一起的,不对称的有机催化解决了这个具体问题,只有合成研究人员想要的左撇子分子,不需要右撇子分子就不会产生。

北京化工大学材料科学与工程学院教授丁学佳告诉新京报记者,在构建分子时,往往会有两种不同的分子可以形成,就像我们的手一样,相互镜像。化学家通常只需要其中之一,特别是在生产药物时,并且可以相对简单地制造大量不同的不对称分子,简化现有药物的生产,例如用于治疗抑郁症和焦虑症的帕罗西汀。

此外,不对称有机催化在未来对合成蛋白质具有重要的潜在应用潜力。邓立正表示,近来,大家都关注着合成淀粉的消息,开发高效不对称的有机催化方法对合成蛋白质具有重要意义。

"蛋白质和构成蛋白质的氨基酸是方便的,为了高效和大规模地合成蛋白质,有必要高效和大规模地合成方便的氨基酸,而今年诺贝尔化学奖获得者发现的这种不对称的有机催化反应意义重大。

诺贝尔化学奖不再是"莉西奖"了吗?

"今年诺贝尔化学奖的最大特点是回归纯化学,这是名副其实的诺贝尔化学奖。"邓小平说。

诺贝尔化学奖长期以来一直存在争议,许多化学家认为诺贝尔化学奖经常授予"非化学家",并逐渐成为"科学综合奖"。

在过去的几十年里,生物化学、分子生物学、物理化学、生物物理学甚至材料科学领域的科学家都获得了诺贝尔化学奖。据统计,在2012年之前的十年中,只有四个奖项被授予严格意义上的化学研究。

有分析人士指出,在诺贝尔奖的早期,生物学还处于起步阶段,因此该奖项在当时并未设立。化学领域范围广泛,形成了许多跨学科学科,因此化学奖通常授予其他研究方向的科学家。

但邓小平说,今年的诺贝尔化学奖对那些从事纯化学,特别是有机化学研究的人来说,是一个令人鼓舞和欣慰的奖项。"它最终回到了它的根源,并被赋予了纯化学家 - 不对称的有机催化是一个典型的化学问题。

丁学佳表示同意。他说,诺贝尔化学奖曾经被认为是"综合奖",它奖励了许多传统化学家和许多跨越化学的工作。"这种对小分子不对称性的奖励是催化性的,在某种程度上是对传统化学认识的回归。

对诺贝尔化学奖知之甚少

从1901年到2020年,诺贝尔化学奖共颁发了112次,其中186人。自从英国生物化学家弗雷德里克·桑格(Frederic Sanger)在1958年和1980年两次获得诺贝尔化学奖以来,实际获奖者人数为185人。

最年轻的诺贝尔化学奖获得者是让·弗雷德里克·乔里奥-居里(Jean Frederic Jorio-Curie),他在1935年获得该奖时年仅35岁。最年长的诺贝尔化学奖获得者是约翰·古迪纳夫(John Gudinav),他在2019年获奖时将年满97岁。到2020年,已有七位女性获得诺贝尔化学奖。

除了两次获得诺贝尔化学奖的弗雷德里克·桑格之外,还有两位诺贝尔奖获得者还获得了其他诺贝尔奖。他们包括玛丽·居里(Marie Curie),她于1903年获得诺贝尔物理学奖,1911年获得诺贝尔化学奖,莱纳斯·波林(Linus Paulin)于1954年获得诺贝尔化学奖,1961年获得诺贝尔和平奖,以及唯一两次获得诺贝尔和平奖的莱纳斯·波林(Linus Paulin)。

2020年诺贝尔化学奖授予了两位女科学家,法国的Emmanuel Carpenter和美国的Jennifer Dudner,以表彰他们"开发了一种基因组编辑方法"。

新京报记者 谢莲

徒弟编辑刘希贤校对李明

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