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諾獎化學獎得主:物理教室太冷 我決定轉去化學係

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當時時間10月6日上午,2021年諾貝爾化學獎(Nobel Prize in Chemistry)揭曉。

瑞典皇家科學院宣布,將該獎項授予了本傑明·李斯特(Benjamin List)和戴維·麥克米倫(David W.C.
MacMillan),以表彰他們在“不對稱有機催化的發展”上做出的貢獻。

“不對稱有機催化”是一種構建分子的工具。“構建分子是一門困難的藝術。本傑明·李斯特和戴維·麥克米倫因開發了一種精確的分子構建新工具——有機催化——而被授予2021年諾貝爾化學獎。這對藥物研究產生了巨大的影響,並使化學更環保。”瑞典皇家科學院在官網頒獎聲明中寫道。

戴維·麥克米倫:差點入錯行”的化學大牛

戴維·麥克米倫,1968年出生於蘇格蘭貝爾斯希爾。在格拉斯哥大學獲得化學學士學位後,1990年,他離開英國,在加州大學爾灣分校師從拉裏·奧弗曼(Larry
Overman)教授攻讀博士學位。在此期間,他專注於研究新的反應方法學,以立體控製雙環四氫呋喃的形成。

獲得博士學位後,麥克米倫接受了哈佛大學大衛·埃文斯教授的職位邀請,於1996年前往哈佛大學做博士後研究。自1998年7月開始,他先後在加州大學伯克利分校、加州理工學院和普林斯頓大學任教。

2000年,麥克米倫和本傑明·李斯特彼此獨立,幾乎同時開發出了金屬和酶以外的第三種催化劑——擁有穩定碳原子框架的有機催化劑。麥克米倫更是創製出“有機催化”一詞,並提出一種全新的有機催化機理——亞胺活化,自此成為了有機合成領域公認的領導者之一。

然而,就是這樣一位世界級“化學大牛”卻誕生於“一時興起”。麥克米倫曾在接受采訪時表示,受到哥哥的影響,自己在高中開始上科學課的時候,就深深被物理和化學邏輯中的樂趣吸引。於是,他在高中畢業後申請了格拉斯哥大學的物理係。“我原本是去格拉斯哥大學學物理的,但因為物理教室太冷了,化學教室卻暖和得多,所以自己決定換專業從物理係去到了化學係。顯然這是個有趣的故事。”他說道。

在麥克米倫看來,作為一名化學家最大的樂趣就是得到一個完全不同的結果。他感慨道:“在這一刻,你可以想象所有的可能性在你麵前打開,這是偉大的。在科學世界裏沒有比這種感覺更好的了。”

本傑明·李斯特:不知道自己為什麽成功的科學家

在科學探索的世界裏,興趣無疑是最好的老師。另一名諾獎得主本傑明·李斯特稱,自己在十八歲時便已立誌要成為一名化學家。

本傑明·李斯特,1968年出生於法蘭克福。1997年,在歌德大學獲得了博士學位後前往美國拉霍亞的斯克裏普斯研究所做博士後,並於1999年成為助理教授。2003年,他回到德國,成為馬克斯普朗克煤炭研究所的工作組組長。2004年,成為科隆大學的名譽教授。2005年,被任命為馬克斯普朗克煤炭研究所所長。

“我不知道成為一個成功科學家的秘訣是什麽,但這可能與你熱愛你所做的事情有關。”在成為有機合成領域的大牛後,李斯特對於自己的成功如是說道。

“在做實驗時,我感到非常孤獨。沒人在我的領域工作。在我的學術生涯剛開始的時候,我感到十分不安:我在做的事情,是不是太瘋狂了?也許,所有其他聰明的科學家已經考慮過這個問題了?並且早已發現這是異想天開?”他曾在接受采訪時表示。然而,當實驗完成之後,第一篇出版物刊發出來,很快得到認可的感覺讓人感到特別滿足。

“最美好的始終是工作本身:作為自然科學家,我們始終從事新事物的研究,它們也許前人從不知曉,也許在宇宙中還從未存在過。這就是為什麽我愛我的職業。”他還補充道。

得知自己獲得諾貝爾獎時,李斯特正在阿姆斯特丹與家人度假。他表示,自己和妻子一起吃早餐的時候,突然接到了來自斯德哥爾摩的電話,一開始還以為是有人在開玩笑。

在獲獎後的新聞發布會上,他稱這是一個“巨大的驚喜”。“你們讓我今天過得很開心,”53歲的他在電話中表示。“我希望自己不辜負這一讚譽,繼續發現令人驚歎的東西。我總是喜歡走極端,常常想我們能做到以前不可能做到的事情嗎?”

什麽是“不對稱有機催化”?
許多研究領域和行業都依賴於化學家構建分子的能力,這些分子可以形成彈性及耐用的材料,或者將能量儲存在電池中,或者在醫學領域實現抑製疾病的進展——以上這些工作都需要催化劑。催化劑是控製和加速化學反應的物質,但不會成為最終產品的一部分。
因此,催化劑被稱為化學家的“基本工具”。但長期以來研究人員認為,原則上隻有兩種催化劑可用:金屬和酶。本傑明·李斯特和戴維·麥克米倫此次被授予2021年諾貝爾化學獎,正是因為他們在2000年獨立開發了第三種催化劑——不對稱有機催化,建立在有機小分子的基礎上。
有機催化劑有一個穩定的碳原子框架,活性化學基團可以附著在碳原子上。有機催化劑通常由氧、氮、硫或磷等常見元素組成,這意味著這些催化劑既環保又廉價。
自2000年以來,有機催化以驚人的速度發展。本傑明·李斯特和戴維·麥克米倫迄今仍然是該領域的領導者,他們已經證明有機催化劑可用於驅動多種化學反應。
利用這些反應,研究人員現在可以更有效地構建很多東西,從新藥物到可以在太陽能電池中捕獲光的分子。可以說,通過這種方式,有機催化劑正在為人類帶來最大的利益。

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