今年诺贝尔化学奖关注领域，也是我国的“长板”之一 ◎科技日报记者张盖伦10月6日

◎ 科技日报采访人员张盖伦
10月6日，诺贝尔化学奖名单公布。本杰明·李斯特（Benjamin·List）和戴维·麦克米伦（David·MacMillan）因在 “发展不对称有机催化”方面作出的卓越贡献而获奖。

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诺贝尔奖委员会官方网站直播截图
诺奖委员会评价，他俩的工作将人类构建分子的水平提升到了一个高度。
两位科学家做出的有机小分子不对称催化，简单、漂亮又精彩。
打破思维定式，定义新的催化领域
人们对催化的概念已经不陌生。催化剂，可以加速化学反应。此前，不对称反应催化剂的角色主要由金属和大分子的酶扮演。
在构建手性分子时，通常会形成两种彼此互为镜像结构的手性分子，但在实际应用中，往往只需要其中一种手性分子，这就需要不对称催化合成。
诺贝尔奖是青睐不对称催化领域的。2001年，诺贝尔化学奖就授予了不对称金属催化领域的“手性催化氢化及氧化反应” 。
本杰明·李斯特和戴维·麦克米伦则在2000年各自独立开发了一种全新而巧妙的分子构建工具——有机小分子催化剂。
酶是生物大分子化合物，有没有可能用比酶结构简单、且不含金属的有机小分子实现不对称催化？本杰明·李斯特当时在美国Scripps研究所工作，他与合作者巴博斯（Barbas）和莱纳（Lerner）教授在研究抗体酶催化的过程中，试验了脯氨酸，证实了这一猜想；而麦克米伦则设计发展了手性二级胺催化剂，替代传统的金属催化体系，表现出优异的催化特性。
“他们的实验并不复杂，甚至可以说相当简单。”清华大学化学系教授罗三中表示，很多时候，创新需要先在思想和理念上获得突破。此前传统主流的催化剂就是金属和酶，鲜有人想到，分子本身也可以作为催化剂。“有机小分子，在某种程度上就是最小的酶。”罗三中说， “他们打破了一种思维定式，并定义和梳理了这个方向。”
中国科学院化学研究所研究员叶松告诉科技日报采访人员，在两人之前，其实有科研人员做过相关研究，更早期的一些文献中也零星有关于有机小分子催化的报道，比如早在上世纪70年代，就有人发现由脯氨酸催化的不对称羟醛反应。
“有机小分子催化的概念被正式提出后，这一领域发展迅速。”叶松说。有机小分子催化剂，相比于酶结构更为简单，合成更为容易；而相比于金属，其反应条件比较温和，通常在室温下就可以进行；而且环境友好，生物毒性小，底物兼容性和适应性强。
不过它也有缺点。有机小分子的催化效率有待进一步提高，跟酶相比，它需要的剂量更大，在工业化应用上还有待拓展。
我国与国际发展水平“齐头并进” ，不过仍有难题待解
有机催化领域被开拓后，科研人员意识到，既然氨基可以做催化剂，那么其他带官能团的分子也可以做催化剂。罗三中课题组做的就是伯胺催化，在有机小分子催化领域，还有卡宾催化、手性磷酸催化、相转移催化、有机膦催化等不同方向。
在这一领域，还活跃着我国来自不同科研院所的课题组。
罗三中指出，目前我国在不对称催化方面的发展水平可以说和国外“齐头并进” 。“我们也有不少课题组做出了高水平的工作，发表了漂亮的研究结果。”一些研究工作甚至早于两位获奖教授，比如史一安和杨丹教授分别独立发展的手性酮类小分子催化剂。