2021諾貝爾化學獎/研有機催化 德美雙傑分享化學獎

【大公報訊】綜合美聯社、法新社、新華社報道：2021年諾貝爾化學獎6日下午揭曉，德國科學家本傑明·李斯特（Benjamin List）和美國科學家大衛·麥克米倫（David MacMillan）共享殊榮，以表彰他們在「發展不對稱有機催化」方面做出的卓越貢獻。評獎委員會指出，兩人開發了一種精確的分子構建新工具「有機催化」，對藥物研究產生巨大影響，並使化學變得更加環保。

瑞典皇家科學院6日宣布，將2021年諾貝爾化學獎授予李斯特以及麥克米倫，兩人將平分1000萬瑞典克朗（約889萬港元）獎金。評獎委員會在聲明中表示，「構建分子是一門困難的藝術」，李斯特和麥克米倫為分子構建發展出一種精妙的工具「有機催化」，「可用於催化許多化學反應。利用這些反應，研究人員現在可以更有效率地構建很多東西，從新藥物到可以在太陽能電池中捕獲光的分子」。

催化劑是控制和加速化學反應的物質，但不會成為最終產品的一部分。在催化劑的幫助下，人們製造出日常生活中使用的藥品、塑料、香水和食品調味劑等。據估計，全球GDP中的35%涉及化學催化。因此，催化劑被稱為化學家的「基本工具」。

開發不對稱有機催化

長期以來，研究人員認為，原則上只有兩種催化劑可用：金屬和酶。不過在2000年，李斯特和麥克米倫各自開發出第三種催化劑──建立在有機小分子基礎上的不對稱有機催化劑。

由於酶由數百種氨基酸組成，但通常只有其中的幾個參與化學反應。因此李斯特測試了一種叫做脯氨酸的氨基酸是否能催化化學反應，結果非常成功。而麥克米倫一直在研究金屬催化劑，但發現它很容易被潮氣破壞，於是他設計出一些可產生亞胺離子的簡單分子，其中之一被證明在不對稱催化方面表現出色。

據介紹，有機催化劑擁有一個穩定的碳原子骨架，使得更活潑的化學基團可以附着在上面。有機催化劑的其他元素是常見的氧、氮、硫或磷，這意味着它既環保又低價。

有機催化劑的迅速廣泛應用主要是由於它們能驅動「不對稱催化反應」合成手性分子。手性分子是指兩種分子在成分上完全一樣，但空間結構彼此互為鏡像，好比人的左手和右手。互為手性的分子特性可能有很大差異，化學家通常只需要其中一種，尤其是在生產藥品時，這就需要用不對稱有機催化來選擇性地合成分子。

在不對稱催化被發現之前，許多藥物都包含一個分子的兩個鏡像，其中一個是活躍的，而另一個有時會產生不良影響。一個災難性的例子是上世紀60年代的沙利度胺「海豹兒」事件，鏡像導致數千名發育中的胚胎嬰兒嚴重畸形。而在使用有機催化後，研究人員可以相對簡單地製造大量不同的不對稱分子，並簡化現有藥物的生產。

因物理教室太冷轉化學系

在得知自己獲得諾貝爾化學獎後，李斯特形容這一消息是「巨大的驚喜」，「我當時正和妻子吃早餐，以為有人在開玩笑」。他表示，過去幾年妻子總是開玩笑說，他應該留意一下從瑞典打來的電話，但當天他們兩人都沒提起這件事。李斯特還透露，一開始自己並不知道麥克米倫也在進行同樣的研究，還覺得自己的想法非常「愚蠢」。

另一獲獎者麥克米倫也形容起初根本不相信自己獲獎，以為是學生在搞惡作劇，直至看到自己出現在《紐約時報》的首頁才被說服。有趣的是，被問到為什麼會從事化學專業，麥克米倫曾表示，自己大學本科原本是物理專業，但因為物理教室太冷、化學教室暖和得多，最終決定轉學化學專業。