2021年10月6日北京时间17时50分许，2021年诺贝尔化学奖在斯德哥尔摩正式公布。该奖项授予德国科学家Benjamin List和美国科学家David MacMillan，表彰他们在“不对称有机催化”领域的重要贡献。
获奖理由：Benjamin List和David MacMillan的研究对药物开发产生了巨大的影响，并使有机合成变得更加绿色。
当今，许多研究领域和产业都依赖于化学家对分子合成的能力，这些分子可以形成弹性和耐久性材料，在电池中储存能量或抑制疾病的发展。这项合成需要用到催化剂，这些催化剂是控制和加速化学反应的物质，并不会成为最终产品的一部分。例如，汽车中的催化剂将废气中的有毒物质转化为无害分子，动物的身体中也含有数千种以酶形式存在的催化剂。
因此，催化剂是化学家的基本工具。但是研究人员长期以来一直认为，原则上只有两种类型的催化剂可用：金属和酶。Benjamin List和David MacMillan被授予2021年诺贝尔化学奖，主要归功于他们自2000年以来相互独立地开发出第三种催化：建立在有机小分子的基础上的不对称有机催化。
图1. David MacMillan在研究中发现金属催化剂很容易被水分破坏，因此他开始研究是否有可能研制出一款更稳定的催化剂。他开始设计出一些可以产生iminium离子的简单分子，其中一种在不对称催化领域表现出优异的性能。
图2. 酶由数百种氨基酸组成，但通常只有少数氨基酸参与化学反应；Benjamin List的研究开始于对“是否真的需要整个酶才能获得催化剂”问题的怀疑。
图3. Benjamin List测试了一种叫做脯氨酸的氨基酸，探究其能否催化化学反应。结果表明，它的性能非常出色。脯氨酸中有一个氮原子，可以在化学反应中提供和容纳电子。
对此，诺贝尔化学委员会主席Johan Åqvist说：“催化的概念既简单又巧妙，事实上很多人都想知道为什么我们以前没有想到它？”
有机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，这些基团中通常含有氧、氮、硫或磷等常见元素，因此这些催化剂既环保又便宜。
近年来，得益于不对称催化的研究，使得有机催化剂的使用得到迅速扩大。事实上，在有机合成分子时，经常会形成两种不同的分子构型。就像我们的手一样，互为彼此的镜像。但是在生产药物时，化学家通常只想要其中的一种。
图4. 许多分子都存在着手性，其中一种为另一种的镜像。例如柠檬烯分子的一个版本有柠檬气味，而它的镜像闻起来像橙子。
自2000年以来，有机合成催化以惊人的速度发展。Benjamin List和David MacMillan是该领域的领导者，他们已经成功证明有机催化剂可以用来驱动大量的化学反应。利用这些反应，研究人员现在可以更有效地合成许多分子，涵盖范围从新药物可至在太阳能电池中的捕光分子。而且通过这种方式，有机催化剂在未来会给人类社会带来巨大的利益。
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