北京时间10月6日下午，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2021年诺贝尔化学奖授予德国科学家本杰明·李斯特（Benjamin List）和出生于英国的科学家戴维·麦克米兰（David W.C. MacMillan），以表彰他们“在不对称有机催化的发展”方面的贡献。他们将分享1000万瑞典克朗（约合人民币735万元）的奖金。

专家分析指出，今年的诺贝尔化学奖是“名副其实的化学奖”，颁给了两位纯粹的化学家。而这两位化学家的研究——不对称有机催化，有助于更简单、更高效、更绿色、更环保地合成新药。

为什么颁给他们？

据诺贝尔奖网站消息，李斯特和麦克米兰开发了一种新的、巧妙的分子建构工具——有机催化，其用途包括研究新药物、帮助让化学更环保等。

其解释称，许多研究领域和行业都依赖于化学家建构分子的能力，这些分子可以形成具有弹性、耐用的材料，将能量储存在电池中，或抑制疾病的进展。而这项工作需要催化剂——也即控制和加速化学反应的物质，但其又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。

许多分子以两种变体存在，其中一种是另一种的镜像，这些变体会对身体产生完全不同的影响。例如，一种版本的柠檬烯分子具有柠檬味，而其镜像变体则具有橙子味。图源诺贝尔奖官方推特

长期以来，研究人员认为只有两种催化剂可用——金属和酶。但李斯特和麦克米兰2000年相互独立地开发了第三种催化剂——不对称有机催化。

中科院大连化学物理研究所副研究员邓列征在接受新京报记者采访时指出，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。

“简单地说，有机物里面存在手性分子，分为左手性和右手性。在有机合成里面，左手性分子和右手性分子通常是一起出现的，他们所要解决的问题是专一性问题，即只合成一种手性分子、且是高效的合成。而不对称有机催化解决了这一问题。”邓列征解释称。

“不对称有机催化使得有机化学反应朝着人们希望获得的手性分子的方向发生。今年的两位诺贝尔化学奖得主发明了一种方法，使得这个催化反应的效率更加高效，比以前的方法快了7000倍”，邓列征说，“换言之，这个方法更加简单、更加高效、更加绿色、更加环保”。

诺贝尔化学委员会主席Johan Åqvist 称，“这个催化概念既简单又巧妙，事实上很多人都想知道为什么我们没有早点想到它。”

这项研究主要应用是什么？

戴维·麦克米兰1968年出生于英国苏格兰，目前是美国普林斯顿大学化学教授。2010年至2015年，他曾担任普林斯顿大学化学系主任。

戴维·麦克米兰。视频截图

诺贝尔奖官网介绍称，自 2000 年以来，有机催化以惊人的速度发展。但李斯特、麦克米兰无疑是该领域的领导者，他们证实了有机催化可用于驱动多种化学反应。

利用这些反应，研究人员可以更有效地构建任何东西，包括新药物、可以在太阳能电池中捕获光的分子等。通过这种方式，有机催化正在为人类带来最大的好处。

“不对称有机催化主要用在药物合成方面。”邓列征解释称，药物都是有手性的，而有效的药物通常都是左手性分子，右手性分子则是有害的。然而，过去的药物合成里面，左手性分子和右手性分子是一起出现的，不对称有机催化则解决了这个专一性问题，只合成出研究人员想要的左手性分子，不需要的右手性分子就不会生成。

北京化工大学材料科学与工程学院教授丁雪佳对新京报记者指出，在构建分子时，经常会出现两种不同的分子可以形成的情况，就像我们的手一样，它们是彼此的镜像。化学家通常只需要其中一种，尤其是在生产药品时，可以相对简单地制造大量不同的不对称分子，简化现有药品的生产，如用于治疗抑郁和焦虑的帕罗西汀等。

除此之外，不对称有机催化对于今后人工合成蛋白质也有着重大的潜在应用。邓列征称，最近大家都在关注人工合成淀粉的消息，而高效的不对称有机催化方法的发展对人工合成蛋白质有重大的意义。

“蛋白质及组成蛋白质的氨基酸都是有手性的，要高效大规模地人工合成蛋白质，首先就需要高效大规模地合成手性的氨基酸，而今年诺贝尔化学奖得主发现的这个不对称有机催化反应的方法意义重大”。

诺贝尔化学奖不再是“理综奖”？

“今年诺贝尔化学奖最大的特点是，回归到了纯粹的化学，是名副其实的诺贝尔化学奖。”邓列征说道。

诺贝尔化学奖一直以来争议不断，许多化学家认为诺贝尔化学奖经常颁给“非化学家”，逐渐成了“理科综合奖”。

此前几十年间，生物化学、分子生物学、物理化学、生物物理甚至材料科学等领域的科学家都曾获得诺贝尔化学奖。据统计，2012年之前的十年间，只有4个奖项是授予严格意义上的化学研究。

有分析指出，在诺贝尔奖初设期，生物学还处于起步阶段，因此当时并未设立这一奖项。而化学领域跨度较大，形成许多交叉学科，因此化学奖经常会颁发给其他研究方向的科学家。

但是，邓列征称，对于从事纯粹化学研究的人——特别是有机化学研究的人来说，今年的诺贝尔化学奖是一个令人鼓舞和欣慰的奖项。“它终于回归本源，颁给了纯粹的化学家——不对称有机催化就是典型的化学问题”。

丁雪佳也认可这一点。他表示，诺贝尔化学奖一度被认为是“理综奖”，奖励过很多传统的化学家，也奖励了不少与化学交叉的工作。“此次奖励有机小分子不对称催化，某种程度上是回归到认可传统化学”。

诺贝尔化学奖小知识

自1901年至2020年，诺贝尔化学奖共颁发了112次，获奖者共186位。由于英国生物化学家弗雷德里克·桑格在1958年和1980年两次获得诺贝尔化学奖，因此实际获奖人数为185人。

最年轻的诺贝尔化学奖得主是让·弗雷德里克·约里奥-居里，1935年他获奖时年仅35岁。最年长的诺贝尔化学奖得主是约翰·古迪纳夫，2019年他获奖时已97岁。截至2020年，共有7位女性获得诺贝尔化学奖。

除弗雷德里克·桑格两次获得诺贝尔化学奖外，还有2位诺贝尔化学奖得主获得过其他诺贝尔奖项。包括玛丽·居里——她1903年获诺贝尔物理奖、1911年获诺贝尔化学奖，莱纳斯·鲍林——他1954年获诺贝尔化学奖、1961年获诺贝尔和平奖，莱纳斯·鲍林也是唯一一位两次都是单人获奖的获奖者。

2020年诺贝尔化学奖被授予2位女性科学家，分别是来自法国的埃马纽埃尔·卡彭蒂耶和来自美国的詹妮弗·杜德纳，以表彰她们“开发了一种基因组的编辑方法”。

新京报记者 谢莲

见习编辑 刘茜贤 校对 李铭