北京时间 10 月 6 日下战书 5 点 50 分，2021 诺贝尔化学奖评比效果发表 —— 诺贝尔委员会公布，2021 年诺贝尔化学奖被付与 Benjamin List 和 David W.C. MacMillan，以表扬他们在开辟不合错误称有机催化研究中做出的突出奉献。

本杰明・利斯特 （Benjamin List）

本杰明・利斯特（Benjamin List）是德国化学家，依据 Google Scholar 盘问，他的 h-index 为 95。

Benjamin List 于 1968 年 1 月 11 日诞生于美因河边法兰克福。在柏林自由大学得到化学学位，1997 年在法兰克福大学得到博士学位。得到博士学位后，他进入美国拉霍亚斯克里普斯研究所举行博士后研究，后任助理传授。2003-2005 年，在 Max-Planck- Institut für Kohlenforschung 研究组任组长，2004 年起为科隆大学光荣传授，2005 年开始任马克斯普朗克研究所主任、董事总司理。

2000 年，List 颁发了他用一种叫做脯氨酸的氨基酸催化曼尼希反响 —— 将羰基、醛和胺化合物联合天生 β- 氨基羰基化合物，并基于此开辟了金属催化剂和酶之外的第三种催化范例 —— 不合错误称有机催化，可遍及用于合成生物活性分子。

大卫・W・C・麦克米兰 （David WC MacMillan，1968 -）

大卫・W・C・麦克米兰是诞生于苏格兰的化学家，如今是普林斯顿大学 James S. McDonnell 特聘讲座化学传授。

他于 1968 年诞生于苏格兰 Bellshill，在格拉斯哥大学得到了化学学士学位。1990 年，他开始在加州大学欧文分校攻读博士学位，师从拉里・奥弗曼 (Larry Overman) 传授。在此时期，他专注于开辟形建立体操纵双环四氢呋喃的新反响要领，终极完成了 7-(-)-deacetoxyalcyonin acetate 的合成，并于 1996 年得到博士学位。

他博士后时期的研究会合在对映选择性催化反响，格外是 Sn (II) 衍生的双恶唑啉复合物 (Sn (II) box) 的设计和开辟。1998 年 7 月，他作为加州大学伯克利分校化学系研究员开始了他的独立研究生活。并于 2000 年 6 月参加加州理工学院化学系，他研究小组的兴趣会合在对映选择性催化的新要领上。2004 年，他被任命为 Earle C. Anthony 化学传授， 2006 年 9 月参加普林斯顿大学。

其研究小组在不合错误称有机催化范畴取得了很多希望，并将这些新要领应用于一系列庞大自然产品的合成。

第三种催化方法

催化剂是化学家的根本东西，恒久以来，研究职员们以为只有两种可用的催化方法：金属和酶。而 Benjamin List 和 David MacMillan 在 2000 年分别独立研发了第三种催化方法 —— 基于有机小分子的不合错误称有机催化。

“这个催化观点既简洁又奇妙。究竟上，许多人都想知道为什么我们没有更早地想到。” 诺贝尔化学委员会主席 Johan Åqvist 说。

有机催化剂因其可不合错误称催化的特性得以敏捷进展。当人们在合成一个分子时，每每会形成雷同于我们的左右手一样，互成镜像的两种差别分子。而化学家们，尤其是在生产药品时，每每只必要此中一种。

Benjamin List 和 David MacMillan 是该范畴的向导者，他们证明白有机催化剂可用于催化多种化学反响。使用这些反响，研究职员如今可以更有用地构建任何化学分子，重新的药物，到可以在太阳能电池中捕捉光的分子。有机催化剂正以这种方法为人类带来极大的利益。

Benjamin List 跳出框架的思索

1990 年月，在加利福尼亚州南部的斯克里普斯研究所，由已故的卡洛斯・F・巴尔巴斯三世向导的一个研究小组正在开辟新的酶来催化人类所需的化学反响，而 Benjamin List 就在这个研究小组中担当博士后职位。

在 Benjamin List 研究催化抗体的时间，他开始思索酶的现实事情道理。酶通常是由数百个氨基酸组成的生物大分子，除了氨基酸之外，很大一部门酶还含有催化化学反响的金属元素。但重点在于，很多酶在没有金属关心的情形下也可以催化化学反响。与金属催化反响差别的是，这些反响是使用酶中一个或多个单独的氨基酸催化的。Benjamin List 提出的题目是：氨基酸是否一定作为酶的一部门才气催化化学反响？大概说，单个氨基酸分子，或其他雷同的小分子是否可以做同样的事变呢？

他相识到， 在 1970 年月初就有研究利用一种叫做脯氨酸的氨基酸作为催化剂 —— 但那已经是 25 多年前的事了。假如脯氨酸真的是一种有用的催化剂，天然会有人陆续研究它吧？

这或多或少便是 Benjamin List 的想法：他以为，没有人陆续研究这一征象的缘故原由大概是它的成效不是格外好。抱着试一试的心态，他测试了脯氨酸是否可以催化羟醛反响，这是一种未来自两个差别分子的碳原子键合在一路的化学反响。这只是一个简洁的实验，但令人惊奇的是，它乐成了。

Benjamin List 不但证明白脯氨酸是一种有用的催化剂，并且证明白这种氨基酸可以用于不合错误称催化。在两个大概的手性分子产品中，它会使得此中一个构型比另一个更多。

与之前研究脯氨酸作为催化剂的研究职员差别，Benjamin List 以为它大概具有的庞大潜力。与金属和酶相比，脯氨酸是化学家求之不得的东西。它是一种非常简洁、便宜且环保的分子。当他在 2000 年 2 月颁发他的发觉时，他将有机分子的不合错误称催化形貌为一个有很大潜力的新观点：“设计和筛选这些催化剂是我们将来的目的之一。”

固然，他并不孑立。在加利福尼亚州更北部的另一个试验室，David MacMillan 也执政着同样的目的高兴。

David MacMillan 用有机小分子替换金属

David MacMillan 从哈佛搬到加州大学伯克利分校，在哈佛，他曾致力于利用金属革新不合错误称催化，这是一个大量研究职员存眷的范畴。但 David MacMillan 指出，这种开辟的催化剂很罕用于产业。他以为缘故原由是敏感金属利用起来着实是太难和太贵了。在试验室中实现一些金属催化剂所要求的无氧无水条件相对简洁，但在这种条件下举行大范围的产业制造却很庞大。

他的结论是，他必要重新思索开辟更有用的化学东西。以是，当他搬到伯克利时，把金属催化抛在了脑后。

David WC MacMillan 开始设计简洁的有机分子，就像金属一样，可以临时提供或容纳电子。在这里，我们必要界说什么是有机分子 —— 简而言之，这些是构建全部生物的分子。它们具有稳健的碳原子框架。活性化学基团毗连到这个碳骨架上，通常含有氧、氮、硫或磷。

是以，有机分子由简洁和常见的元素构成，但依据它们的组合方法，它们大概具有庞大的特性。David WC MacMillan 的化学知识报告他，要使有机分子催化他想要的那种化学反响，必要可以或许形成亚胺离子，它包罗一个氮原子，对电子具有固有的亲和力。

他选择了几种具有相应特性的有机分子，然后测试了它们驱动 Diels - Alder 反响的本领。正如他所盼望和信赖的那样，这些有机分子体现杰出。一些有机分子在不合错误称催化方面也体现杰出，在催化合成两个大概的手性化合物时，此中一个构型的产品可占总产量的 90% 以上。

有机催化在药物生产中的紧张性

Benjamin List 和 David MacMillan 各自独马上发觉了一个全新的催化观点。自 2000 年以来，该范畴的进展险些可以比作淘金热，这两人也一向连结领先职位地方，他们设计了大量便宜且稳健的有机催化剂，可用于驱动种种百般的化学反响。

有机催化中一个经典例子是合整天然且极其庞大的士的宁分子。

1952 年初次合成士的宁时，必要 29 步差别的化学反响，终极只有 0.0009% 的质料用于合成了士的宁分子，剩下的就白费了。

2011 年，研究职员可以或许利用有机催化和级联反响，用 12 步化学反响合成士的宁，生产历程的服从进步了 7,000 倍。

有机催化对每每必要不合错误称催化的药物研究孕育发生了庞大影响。在不合错误称催化发明之前之前，很多药物都包罗一个分子的两个镜像，此中一个是有用的，而另一个偶然会孕育发生不良影响。一个灾祸性的例子是 1960 年月的沙利度胺丑闻，此中沙利度胺药物的一个镜像分子导致了数千个发育中的人类胚胎严峻畸形。

利用有机催化，研究职员如今可以相对简洁地制造大量差别的不合错误称分子。比方，它们可以人工合成潜伏的治疗性化合物，用于替换产量有限的从有数植物或深海生物中提取的要领。

在制药公司，该要领还用于简化现有药物的生产。这方面的例子包罗用于合成治疗发急和烦闷的帕罗西汀，以及用于合成治疗呼吸道熏染的抗病毒药物奥司他韦。

我们可以列出数千个怎样利用有机催化的例子 —— 但为什么没有人更早地提出这种简洁、绿色和便宜的非对称催化观点？这个题目有许多答案。一是简洁的想法每每是最难想象的。我们的看法被关于天下应该怎样运作的猛烈先入之见所袒护，比方只有金属或酶才气驱动化学反响的想法。Benjamin List 和 David MacMillan 乐成地冲破了这些先入之见，找到了化学派别十年来一向在高兴办理题目的奇妙方案。是以，有机催化剂如今正在为人类带来最大的利益。