专访马大为院士：新科诺奖不对称有机催化为合成提供重要手段

化学家们添加到工具箱中的每一个新工具都提高了分子结构的精确度。虽然缓慢但可以肯定的是，化学已经从石头上的雕琢发展成一种更像精细工艺的学科。这给人类带来巨大好处，其中一些工具还获得了诺贝尔化学奖。

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本杰明·李斯特（左）和戴维·麦克米伦（右）。
北京时间10月6日17时45分许，德国科学家本杰明·李斯特(BenjaminList)和美国科学家戴维·麦克米伦(DavidMacMillan)荣膺2021年诺贝尔化学奖，表彰他们对“不对称有机催化的发展”所作出的贡献。
李斯特和麦克米伦开发的全新、独创的分子构建工具——有机催化，将分子结构提升到了一个全新的水平。它不仅使化学更加环保，而且使生产不对称分子更加容易，可用于新药物的研究等。
中国科学院院士、中国科学院上海有机化学研究所研究员马大为10月6日在接受对澎湃新闻（www.thepaper.cn）专访时表示，从简单分子出发合成比较复杂的功能分子，是化学中的很重要一个研究领域，这其中一个很重要的转化手段就是催化反应。过去一般使用金属络合物和手性配体，催生不对称催化反应。而本杰明·李斯特和戴维·麦克米伦的贡献在于，他们发现了简单的有机小分子，催生了不对称有机催化的新型催化模式，为化学合成提供了很重要的手段。
“比如现在我们合成一些比较复杂的分子或材料，有可能就用不对称反应来做一个比较高级的中间体。甚至我们可以在工业上生产一些手性的药物时，就用不对称有机小分子催化剂来做。 ”马大为表示，有机小分子催化剂方便易得，相对酶而言，其广谱性更好。相对于金属催化剂来讲，有机小分子催化剂适用的反应不同。
廉价稳定的有机催化剂：减少化学制造中的浪费，简化药物生产
手性分子是指与其镜像不相同不能互相重合的具有一定构型或构象的分子。
马大为介绍，当分子在不断构建时，经常会形成两种不同的分子，就像我们的左右手一样，它们是彼此的镜像结构，看似相同，但不能重叠。

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许多分子以两种变体存在，其中一种是另一种的镜像。这些通常会在身体中产生完全不同的影响。例如柠檬烯分子具有柠檬香味，而其镜像闻起来像橙子。
大多数药物的活性成分是手性分子，它们通常会在身体中产生完全不同的影响。一个灾难性的例子是20世纪60年代的沙利度胺丑闻。
上世纪五六十年代，沙利度胺作为一种功能强大的镇静剂，在德国本土以及欧洲其他国家等销售，用于缓解孕吐。但其中一种与沙利度胺互为镜像的分子导致了数千个人类胚胎严重畸形。
沙利度胺是典型的手性药物，其右旋异构体具有镇静作用，而左旋异构体正是引发致畸性的罪魁祸首。也就是说，药物中有大约50%是“杂质” 。
化学家通常只需要镜像中的一个分子，特别是在医药生产中，但一直很难找到有效方法来做到这一点。而不对称催化则可以获得特定手性的分子。
正如诺奖委员会所评价的，被授予2021年诺贝尔化学奖的发现，将分子结构提升到了一个全新的水平。它不仅使化学更加环保，而且使生产不对称分子更加容易。本杰明·李斯特和戴维·麦克米伦各自独立发现了一个全新的催化概念，自2000年以来，有机催化的发展几乎可以比作淘金热。
马大为解释，李斯特和麦克米伦所使用的有机小分子催化剂类型差不多，都使用环状的二级氨，二级氨和羰基反应以后生成亚胺， “这是一个更活泼的基团，它的旁边有一个手性基团，可以造成不对称的环境，所以另外一个分子跟亚胺作用时，就会产生一个新的手性中心。 ”