捧走2021诺贝尔化学奖的催化剂顶流，让“理综奖”真正回归化学

没有人会否认“诺贝尔奖是科学界奖项天花板“这句话。
每年10月第一周的周一，就会有科学家收到诺贝尔奖委员会从瑞典打来的电话。
2021年10月6日下午5点49分，本杰明·李斯特和大卫·麦克米兰因开发了一种全新的分子构建工具——有机催化，而获得了2021年的诺贝尔化学奖。
说到“催化剂”，我们对这个概念其实并不陌生。在中学化学中，就学习过利用二氧化锰作催化剂常温分解双氧水制备氧气的实验。如果没有二氧化锰的催化作用，可能就需要将双氧水加热至煮沸才能得到同样的效果。所以，催化剂是化学反应中的常用的工具。长期以来，化学家一直认为原则上只有两种类型的催化剂：金属和酶。
本杰明·李斯特

但是后来，本杰明·李斯特和大卫·麦克米兰相互独立地开发出的第三种催化剂——有机小分子催化剂，打破了学术界的共识。这种有机小分子催化剂具有稳定的碳原子框架，可以附着更多的活性化学基团，实现较高的催化效率。
相对于昂贵、脆弱、污染较大的金属催化剂来说，有机小分子催化剂价格低廉、易于提取、适应性广，因此，一经发现就引起了学术界的广泛注意。
大卫·麦克米兰

具体来说，李斯特和麦克米兰开发的不对称有机催化，解决了手性有机物的高效合成问题。我们知道有机合成产物中经常同时出现两种手性分子——左手性和右手性。但由于两种手性分子的化学性质通常是不同的。比如，对于某些特殊的药物而言，可能左手性分子是有效成分，但右手性分子却是有害成分。为了去除这种有害成分的手性分子，科学家付出了很多努力。而现在，不对称有机催化使得合成结果基本只留下了有益的手性分子。

除了专一性，有机小分子催化剂也大大简化了某些分子的合成流程。以一种天然分子马钱子碱为例，1952年，科学家首次实现人工合成时，使用了29个不同的化学反应，原材料的转化率只有0.0009%。而2011年，在有机小分子催化剂的帮助下，只需12步就能实现人工合成，生产效率整整提高了7000倍。
李斯特和麦克米兰利用不对称催化把分子构建变成了艺术，为医学、生物、化学等药品或试剂研发奠定基础。

“理综奖”回归化学界

在此之前，诺贝尔化学奖一度被称为“理综奖”？
据统计，截至2021年，包含最新获奖的本杰明·利斯特（Benjamin List）和大卫·迈克米伦（David W.C. MacMillan） 在内，历史上已经有187人获得诺贝尔化学奖，其中不乏居里夫人等耳熟能详的“化学大家” 。
但从数量上来看，能拿到诺贝尔化学奖的“非化学界”的精英们，已经在人数上超过了化学家们。并分散在物理、生物物理、生物和生物化学等领域。
实际上，化学奖变“理综奖”的背后，是学界“边界模糊”的结果。
随着传统化学的发展之路逐渐走到瓶颈，化学这一独立学科的边界正在日益模糊。而与生物、物理等学科融合加深的今天，量子化学、物理化学和生物化学却不断结出累累硕果。交叉学科的大趋势，让诺贝尔化学奖的领域也在不断拓宽。这可能是百年前设立此奖项的化学家诺贝尔，未曾想到的局面。
不过，今年诺贝尔化学奖的“回归”，至少说明了一点：真正的化学家，仍然不可替代。

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