北京时间10月6日下午5:45左右|大道至简！2021年诺贝尔化学奖揭晓

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北京时间10月6日下午5:45左右， 2021诺贝尔化学奖评选结果揭晓——马克斯·普朗克煤炭研究所主任本杰明·李斯特（BenjaminList）和普林斯顿大学的有机化学家大卫?麦克米兰（DavidW.C.MacMillan）因在不对称有机催化领域做出的卓越贡献而被授予2021年诺贝尔化学奖。

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本杰明·李斯特（左）和大卫·麦克米兰（右）
构建分子的巧妙工具
构建分子是一门高难度艺术。本杰明·李斯特和大卫?麦克米兰却创建了一套能精确构建分子的全新工具——有机催化。这一创举带给药物研究以深远影响，也让化学变得更加绿色环保。
许多研究领域和产业都仰仗化学家的分子构建能力。这些分子能形成弹性和耐用的材料，也可将能量储存于电池里，或抑制疾病的发展。李斯特和麦克米兰的分子构建工作需要催化剂；催化剂是控制和加速化学反应却又不会进入最终产物的物质，例如汽车中的催化剂负责将废气里的有毒物质转化为无害分子，我们的身体内也包含大量酶形式的催化剂，它们能催化分解得到生命所必需的分子。
因此，催化剂是化学家的基本工具，但研究人员长期以来认为，原则上我们只有两种催化剂可用：金属和酶。李斯特和麦克米兰之所以被授予今年的诺贝尔化学奖，是因为他们在2000年独立研发了第三种催化剂——它基于有机小分子，被称为不对称有机催化。
诺贝尔化学委员会主席约翰·阿奎斯特（Johan?qvist）如此说道：“这个催化概念既简单又巧妙，事实上很多人都想知道为什么我们没有早点想到它。 ”
有机催化剂有一个稳定的碳原子框架，可附着更活泼的化学基团；这些基团通常含有氧、氮、硫或磷等常见元素。这意味着这些催化剂既环保，又生产成本低廉。
有机催化剂迅速得到化学家们的广泛使用，主要原因在于它们能够驱动不对称催化。在构建分子过程中，经常出现手性分子。手性分子在化学结构上镜像对称而又不能完全重合，就像我们的左手和右手，不过化学家通常（尤其是在生产药品）只需要其中一种。
【北京时间10月6日下午5:45左右|大道至简！2021年诺贝尔化学奖揭晓】自2000年以来，有机催化以惊人的速度发展。李斯特和麦克米兰仍然是该领域的领头人。他们也证明了有机催化剂可用于驱动多种化学反应。利用这些反应，研究人员现在可以更高效地构建很多东西——从新药物到能在太阳能电池中捕获光的分子。有机催化剂正以这种方式为人类服务。
那么，为什么恰是这两位化学家解决了这个问题的呢？回顾有机催化剂的发现过程或许能给我们一些启发。
催化剂加速化学反应
19世纪，当化学家开始探索不同化学物质相互反应的方式时，他们发现了催化现象。例如，如果将银放入装有过氧化氢的烧杯中，过氧化氢会突然开始分解为水和氧气。 1835年，著名的瑞典化学家雅各布·贝采里乌斯（JacobBerzelius）称这种现象为催化作用。
自贝采里乌斯发现催化作用以来，化学家发现越来越多促进催化作用的催化剂。 2000年之前发现的所有催化剂都属于两类：要么是金属，要么是酶。
金属通常是极好的催化剂，但它们对氧气和水非常敏感，因此，要使其发挥作用，它们需要一个没有氧气和水的环境。这导致其在大型工业生产中难以推广使用。此外，许多金属催化剂都是重金属，对环境有害。