今年的诺贝尔化学奖表彰了从药物到电池等所有领域的基础技术

2021 年诺贝尔化学奖授予本杰明·李斯特和戴维·麦克米伦，以表彰他们独立发现不对称有机催化，这是一种构建分子的工具。这种工具是一种催化剂，可以提高化学反应的速度。自 2000 年发现这一过程以来，研究人员已经能够利用这一过程高效地构建分子，用于从药物到光捕获分子等多种用途。

我们世界上的一切都是由分子构成的，从我们周围的物质到人类本身，所有这些都是通过以非常特殊的排列方式将原子连接在一起而实现的。将这些原子连接在一起形成分子的反应通常是一个缓慢的过程，需要帮助来加速它们。2000 年之前，已知的加速反应的催化剂只有两种：金属和酶。李斯特和麦克米伦各自发现了第三种形式：不对称有机催化。这种类型不仅速度快，而且成本低廉、效率高、环保。李斯特目前是德国马克斯普朗克煤炭研究所的研究员，麦克米伦是普林斯顿大学的化学教授。

在酶催化反应中，由单个氨基酸组成的大分子通常会借助金属来推动反应。然而，许多酶不需要金属，它们可以自行推动反应。在研究中，李斯特提出了导致他发现的问题：单个氨基酸可以催化反应吗？

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他用一种叫做脯氨酸的氨基酸测试了他的想法。这个想法成功了；这种氨基酸将来自不同分子的两个碳原子结合在一起，这被称为醇醛缩合反应。他在 2000 年 2 月发表了他的发现。

麦克米伦的研究重点是不对称催化。分子就像人的手一样，有时以彼此的镜像形式存在。它们是相同的分子，但翻转了，人体可以分辨出其中的区别。例如，柠檬烯分子的镜像与原始分子的气味不同，柠檬烯是柑橘皮油中的一种液体化合物，它的味道比柠檬更像橙子，因此很容易被检测到。拥有每个分子的正确镜像不仅对于识别正确的柑橘类水果非常重要，而且对于药物等分子的构建也非常重要，因为人体只会对正确的分子迭代做出正确反应。

麦克米伦试图构建能够发挥与金属相同作用的有机分子——在反应中提供电子，从而形成最终分子所需的镜像。他测试了一些具有正确特性的有机分子，试图看看它们是否能够进行正确的反应（狄尔斯-阿尔德反应）来构建碳环。该方法 90% 的时间都能构建出理想的分子镜像。在发表他的研究成果时，麦克米伦创造了“不对称有机催化”一词，并沿用至今。

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每年十月，诺贝尔奖都会颁发给医学或生理学、物理学和化学领域的科学研究人员。去年的化学奖颁给了 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer A. Doudna，以表彰他们发现了一种新颖的基因组编辑方法 CRISPR。