2021 年诺贝尔化学奖 6 日出炉,由德国化学家本亚明.利斯特(Benjamin List)与来自苏格兰的美国学着大卫.麦克米伦(David W.C. MacMillan)获得,表彰两人在构建分子领域的贡献,促成开发第三类催化剂“不对称有机催化剂(asymmetric organocatalysis)”。
研究领域与产业背后都有着无数无名英雄,其中就包括化学家的建构分子能力,这些分子形成各式弹性、耐用的材料,可以将能量储存在电池中,抑或是控制疾病,在这过程中“催化剂”是控制与加速化学反应重要物质。
虽默默无闻,但生活环绕有许多催化剂。透过汽车排气管中的金属催化剂,我们可以将废气中的有害物质转换成无害分子,又或是我们人体内的各种酶,帮助我们分解消化食物、新陈代谢等等。
过去研究人员认为,世界上其实只存在金属触媒与酶两种催化剂,直到利斯特与麦克米伦在 2000 年发现第三种,建构在微小有机分子上的“不对称有机催化剂”。
本亚明测试名为脯氨酸(proline)的氨基酸,实验是否能催化化学反应;麦克米伦则投入易被水分破坏的金属催化剂,借此了解是否能透过更简单的有机分子,开发出更耐用的催化剂。
BREAKING NEWS: The 2021 #NobelPrize in Chemistry has been awarded to Benjamin List and David W.C. MacMillan “for the development of asymmetric organocatalysis.” pic.twitter.com/SzTJ2Chtge
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 6, 2021
诺贝尔化学委员会主席 Johan Åqvist 表示,不对称有机催化剂概念既简单又巧妙,事实上非常多人都纳闷,为什么没有更早想到这个点子。有机催化剂既环保又便宜,架构以碳原子为主,在碳原子框架上附着氧、氮、硫或磷等更活泼的化学基团,更重要的是,有机催化剂也能驱动不对称催化,建构出不同的分子结构。
如今研究人员现在能更有效地构建任何东西,从新药物到太阳能电池中捕获光的好帮手,有机催化剂正促进人类发展走向更好的方向。
回顾 2020 年诺贝尔化学奖,则由法国学者夏彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)与美国学者杜德纳(Jennifer A. Doudna)摘下,表彰两位教母级基因编辑(Genome Editing)技术学者的贡献,两位学者因开发 CRISPR/Cas9 “基因剪刀”基因编辑技术而闻名,这把剪刀可以精准地改变动物、植物与微生物的去氧核糖核酸(DNA),有助分子生物学、创新治疗癌症、遗传疾病与植物育种带来新机遇。
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