2021年诺贝尔化学奖揭晓(附过去6年得主名单)

北京时间10月6日下午5点49分许,2021年诺贝尔化学奖揭晓。德国和美国科学家本杰明·李斯特和大卫·w·c·麦克米伦因“在不对称有机催化方面的发展”被授予2021年诺贝尔化学奖。

2021年的诺贝尔奖单项奖金为1000万瑞典克朗(约合736万元人民币)。

Benjamin List,1968年出生于德国法兰克福。1997年从法兰克福大学获得博士学位。目前为德国马普煤炭研究所研究人员。

David W.C. MacMillan,1968年出生于英国贝尔斯希尔。1996年从美国加州大学欧文分校获得博士学位。目前为美国普林斯顿大学教授。

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一种构造分子的巧妙工具

构建分子是一门困难的艺术。德国科学家Benjamin List和美国科学家David MacMillan因开发了一种精确的分子构建新工具——有机催化——而被授予2021年诺贝尔化学奖。这项成果对药物研究产生了巨大的影响,并且使化学更为环保。

许多研究领域和工业都依赖于化学家构建分子,这些分子能够形成弹性和耐用的材料,在电池中储存能量以及抑制疾病的进展。这项工作需要催化剂,其是控制和加速化学反应的物质,但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。人体也含有数以千计的酶形式的催化剂,它们雕刻出生命所必需的分子。

因此,催化剂是化学家的基础性工具。但研究人员长期以来一直认为,原则上只有两种催化剂:金属和酶。Benjamin List和David MacMillan之所以被授予2021年诺贝尔化学奖,是因为在2000年,他们各自独立地开发了第三种催化。它被称为不对称有机催化,建立在小的有机分子之上。

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,许多人都在想为什么我们没有更早地想到它。”

有机催化剂有一个稳定的碳原子框架,更活跃的化学基团可以附着在上面。它们通常含有常见的元素,如氧、氮、硫或磷。这意味着这些催化剂不仅环保,而且生产成本低廉。

有机催化剂使用范围的迅速扩大主要是由于其驱动不对称催化的能力。当分子形成时,通常会出现生成两种不同的分子的情况,就像我们的手一样,互为镜像。化学家通常只需要其中的一种,特别是在生产药品时。

自2000年以来,有机催化以惊人的速度在发展。目前,Benjamin List和David MacMillan仍然是这个领域的领导者,他们已经证明了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构建许多东西,比如新的药物、可以在太阳能电池中捕捉光的分子,等等。通过这种方式,有机催化剂给人类带来了最大的益处。

过去6年诺贝尔化学奖得主名单

2020年——法国和美国科学家Emmanuelle Charpentier、Jennifer A. Doudna获奖,获奖理由是“开发出一种基因组编辑方法”。

2019年——美国和日本3位科学家 John B Goodenough、M. Stanley Whittlingham、Akira Yoshino获奖,获奖理由是“在锂离子电池的发展方面作出的贡献”。

2018年——美国科学家Frances H. Arnoid获奖,获奖理由是“研究酶的定向进化”;另外两位获奖者是美国的George P. Smith和英国的Sir Gregory P. Winter,获奖理由是“研究缩氨酸和抗体的噬菌体展示技术”。

2017年——瑞士、美国和英国3位科学家Jacques Dubochet、Joachim Frank和Richard Henderson获奖,获奖理由是“研发出冷冻电镜,用于溶液中生物分子结构的高分辨率测定”。

2016年——法国、美国、荷兰3位科学家Jean-Pierre Sauvage、J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa获奖,获奖理由是“分子机器的设计与合成”。

2015年——瑞典、美国、土耳其3位科学家Tomas Lindahl、Paul Modrich和Aziz Sancar获奖,获奖理由是“DNA修复的机制研究”。

诺贝尔化学奖小知识

——截至2020年,诺贝尔化学奖共颁发了112次,没有颁发的8年分别是1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942年。

——1901年至2020年,共186人次获奖,实际获奖个人为185人,因为英国科学家Frederick Sanger于1958年和1980年两次获奖。

——112次颁奖中,63次为单独获奖者,24次为2人共享,25次为3人共享。

——最年轻的获奖者是法国科学家Frédéric Joliot,1935年因“合成新的放射性元素”与妻子Irène Joliot-Curie一起获奖,时年35岁。

——最年长的获奖者是美国科学家John B. Goodenough,2019年因“在锂离子电池的发展方面作出的贡献”获奖,时年97岁。他也是迄今为止所有诺奖得主中获奖时最年长的一位。

——185位诺贝尔化学奖得主中,有7位女性。分别是1911年的居里夫人(居里夫人另外还获得1903年的物理学奖)、1935年的Irène Joliot-Curie、1964年的Dorothy Crowfoot Hodgkin、2009年的Ada Yonath、2018年的Frances H. Arnold,以及2020年的Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna。

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