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構(gòu)建分子是一門(mén)困難的藝術(shù)。Benjamin List 和 David MacMillan 因開(kāi)發(fā)出一種精確的分子構(gòu)建新工具：有機(jī)催化而獲得 2021 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這對(duì)藥物研究產(chǎn)生了巨大影響，并使化學(xué)更加綠色。

許多研究領(lǐng)域和行業(yè)都依賴(lài)于化學(xué)家構(gòu)建分子的能力，這些分子可以形成彈性和耐用的材料，將能量?jī)?chǔ)存在電池中或抑制疾病的進(jìn)展。這項(xiàng)工作需要催化劑，催化劑是控制和加速化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，但不會(huì)成為最終產(chǎn)品的一部分。例如，汽車(chē)中的催化劑將廢氣中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害分子。我們的身體還包含數(shù)以千計(jì)的酶形式的催化劑，它們可以分解出生命所必需的分子。

因此，催化劑是化學(xué)家的基本工具，但研究人員長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為，原則上只有兩種催化劑可用：金屬和酶。Benjamin List和David MacMillan被授予 2021 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，因?yàn)樗麄冊(cè)?2000 年獨(dú)立開(kāi)發(fā)了第三種催化劑。它被稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)有機(jī)催化并建立在小有機(jī)分子上。

“這個(gè)催化概念既簡(jiǎn)單又巧妙，事實(shí)上很多人都想知道為什么我們沒(méi)有更早地想到它，”諾貝爾化學(xué)委員會(huì)主席 Johan ?qvist 說(shuō)。

有機(jī)催化劑有一個(gè)穩(wěn)定的碳原子骨架，更活潑的化學(xué)基團(tuán)可以附著在上面。這些通常含有常見(jiàn)元素，如氧、氮、硫或磷。這意味著這些催化劑既環(huán)保又生產(chǎn)成本低廉。

有機(jī)催化劑應(yīng)用的迅速擴(kuò)展主要是由于它們能夠驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱(chēng)催化。在構(gòu)建分子時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)兩種不同的分子可以形成的情況，就像我們的手一樣，它們是彼此的鏡像。化學(xué)家通常只需要其中一種，尤其是在生產(chǎn)藥品時(shí)。

自 2000 年以來(lái)，有機(jī)催化以驚人的速度發(fā)展。Benjamin List 和 David MacMillan 仍然是該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，并表明有機(jī)催化劑可用于驅(qū)動(dòng)多種化學(xué)反應(yīng)。利用這些反應(yīng)，研究人員現(xiàn)在可以更有效地構(gòu)建任何東西，從新藥物到可以在太陽(yáng)能電池中捕獲光的分子。通過(guò)這種方式，有機(jī)催化劑正在為人類(lèi)帶來(lái)最大的好處。

諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)