2021?諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)出爐:大熱?mRNA?陪跑,給了這個(gè)或?qū)⒏淖冎扑幒碗姵丶夹g(shù)的研究
馬斯克口中的「醫(yī)學(xué)的未來(lái)」——mRNA(信使核糖核酸),在今天下午的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)中落敗。
感到遺憾的,不止馬斯克及其他 mRNA 的擁躉,還有我提前準(zhǔn)備好的 mRNA 稿件。
mRNA 在新冠疫苗研制中發(fā)揮了重要作用. 圖片來(lái)自:news.mit.edu
今年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),轉(zhuǎn)身?yè)肀Я说聡?guó)化學(xué)家本杰明·利斯特(Benjamin List),和美國(guó)蘇格蘭裔化學(xué)家大衛(wèi)·麥克米倫(David W.C. MacMillan),總獎(jiǎng)金為 1000 萬(wàn)瑞典克朗(約合 732 萬(wàn)元人民幣)。
被幸運(yùn)女神眷顧的理由,是他們研究的「不對(duì)稱有機(jī)催化方法」,在科學(xué)界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
有機(jī)催化上一次獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),還是在 2001 年。時(shí)隔 20 年再次拿下諾獎(jiǎng),無(wú)疑讓研究有機(jī)化學(xué),尤其是有機(jī)催化的研究者感到興奮。
2001 年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者. 圖片來(lái)自:slideplayer
這兩位獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)家,均是有機(jī)催化不對(duì)稱合成(organocatalytic asymmetric synthesis)的奠基者。2000 年,他們彼此獨(dú)立地研發(fā)了不對(duì)稱有機(jī)催化。
其中,利斯特出生于 1968 年。1993 年畢業(yè)于柏林自由大學(xué),進(jìn)入法蘭克福大學(xué)攻讀博士學(xué)位。之后進(jìn)入美國(guó) Scripps 研究所做博士后研究,并留所任助理教授。
2003 年起,利斯特入職馬克斯?普朗克煤炭研究所,并在兩年后升為教授。他主要從事有機(jī)催化與合成,目前已發(fā)表 SCI 論文 200 多篇,是位學(xué)術(shù)大拿。
本杰明·利斯特(Benjamin List). 圖片來(lái)自:icredd
麥克米倫和利斯特同年出生,今年 53 歲。先后在格拉斯哥大學(xué)、加州大學(xué)、哈佛大學(xué)、普林斯頓大學(xué)研究、教授化學(xué)。
大衛(wèi)·麥克米倫(David W.C. MacMillan). 圖片來(lái)自:princeton
化學(xué)家構(gòu)建分子能力的高低,往往決定了許多研究領(lǐng)域和行業(yè)的發(fā)展。構(gòu)建分子必不可少的是催化劑,它可以控制和加速化學(xué)反應(yīng)。
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比如汽車中的催化劑,可以將廢氣中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無(wú)害分子。人體里有很多以酶的形式存在的催化劑,它們?cè)斐錾璧姆肿印?/p>
作為化學(xué)家的基本工具,研究者長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為,催化劑只有兩種類型可以使用。一是金屬,二是酶。
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但利斯特和麥克米倫開發(fā)了一種新的、巧妙的分子構(gòu)建工具:不對(duì)稱有機(jī)催化。
利斯特測(cè)試了一種叫做脯氨酸的氨基酸,將其當(dāng)做催化劑,觀察是否能夠催化化學(xué)反應(yīng),結(jié)果顯然出乎意料的好。
麥克米倫這邊因?yàn)榻饘俅呋瘎┤菀妆凰茐模谑潜阆肜煤?jiǎn)單的有機(jī)分子,開發(fā)出一種更持久的催化劑。其中一種,被證明在不對(duì)稱催化方面非常優(yōu)秀。
諾貝爾化學(xué)委員會(huì)主席約翰·奧奎斯特(Johan ?qvist)表示:
這種催化的概念簡(jiǎn)單又巧妙。事實(shí)上,許多人都在想,為什么我們沒(méi)有更早地想到它。
二人研究的不對(duì)稱有機(jī)催化劑,既便宜又環(huán)保,將分子構(gòu)造推向了一個(gè)新的高度。
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得益于有機(jī)催化劑,化學(xué)多了一分「綠色」,生產(chǎn)不對(duì)稱分子更加容易。尤其在生產(chǎn)新藥、制造太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域,有機(jī)催化劑正使其利益最大化。
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美國(guó)斯坦福大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)教授羅杰·科恩伯格說(shuō)過(guò),化學(xué)是所有科學(xué)的女王(queen of all sciences)。
我們的日常生活,處處受益著化學(xué)的研究成果。只是化學(xué)的名詞往往看起來(lái)高深莫測(cè),顯得距離感很強(qiáng)。
1907 年,諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了德國(guó)的愛(ài)德華·比希納,以表彰其在「生物化學(xué)研究中的工作和發(fā)現(xiàn)無(wú)細(xì)胞發(fā)酵」。
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看起來(lái)很晦澀,但實(shí)際上他的研究成果,支撐著我們制糖、釀酒等基本的生產(chǎn)生活。
德國(guó)的弗里茨·哈伯,因?qū)膯钨|(zhì)合成氨的研究,獲得了 1918 年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
聽起來(lái)同樣難懂,但他的研究讓化肥走進(jìn)千家萬(wàn)戶,大大加速了世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
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再如 1950 年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的德國(guó)科學(xué)家迪爾斯和阿爾德,他們「發(fā)現(xiàn)并發(fā)展了雙烯合成法」。
這個(gè)方法,早已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。殺蟲劑、潤(rùn)滑油、合成橡膠、塑料等等,均離不開這一發(fā)現(xiàn)。
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此時(shí)你正在閱讀文章使用的手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦,身體里的鋰離子電池,也是 2019 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)賞的化學(xué)研究成果。
鋰離子電池發(fā)明者之一約翰·古迪納夫. 圖片來(lái)自:University of Texas at Austin
據(jù)估計(jì),全球 35% 的 GDP 在某種程度上都涉及化學(xué)催化。
此次獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的不對(duì)稱有機(jī)催化,雖然目前還未廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,但它指明了這樣一個(gè)發(fā)展方向: 簡(jiǎn)單、廉價(jià),環(huán)保且高效。
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