吃紅燒肉、打高爾夫、品葡萄酒！這倆諾獎(jiǎng)得主很會(huì)“享受”
發(fā)布人：中國(guó)科學(xué)報(bào)
時(shí)間：2021-10-08
來源：工程師
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作者 ｜ 高雅麗 馮麗妃 田瑞穎
“今年純化學(xué)領(lǐng)域終于爭(zhēng)了一口氣！”這是不少化學(xué)家的心里話。
過去20年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)有超過一半頒給了生物化學(xué)。
北京時(shí)間10月6日下午5點(diǎn)49分許，2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)揭曉。德國(guó)科學(xué)家本杰明·李斯特（Benjamin List）和美國(guó)科學(xué)家大衛(wèi)·麥克米倫（David W.C. MacMillan）成為新科諾獎(jiǎng)得主，原因是他們“在不對(duì)稱有機(jī)催化方面”的工作。這對(duì)****物研究產(chǎn)生了巨大影響，并使化學(xué)更加綠色。
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記者了解到，這兩位諾獎(jiǎng)得主與中國(guó)都有著頗深的緣分。李斯特曾受中國(guó)科學(xué)院院士周其林邀請(qǐng)，兩次到南開大學(xué)作報(bào)告，“并兩次入住了天津的同一家賓館”。
他還曾到中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所作報(bào)告，該所研究員游書力清楚記得，他喜歡紅燒肉，每次來所里吃飯必點(diǎn)。
麥克米倫的實(shí)驗(yàn)室里也先后接收過十多位中國(guó)博士生和博士后，中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所研究員左智偉就是其中一位。
在他的印象中，麥克米倫是一位“喜歡打高爾夫、享受美好生活和化學(xué)”的科學(xué)家。
化學(xué)“皇冠上的明珠”
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》： 2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給不對(duì)稱催化氫化和氧化反應(yīng)研究，時(shí)隔20年后，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)再次聚焦手性催化。對(duì)此你有什么感受？
周其林：催化劑被稱為化學(xué)家的“基本工具”，他們二人在不對(duì)稱有機(jī)小分子催化領(lǐng)域是先驅(qū)，他們的方法在手性化合物合成方面有很廣泛的應(yīng)用。
2001年，不對(duì)稱催化氫化和氧化反應(yīng)研究獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，但他們是用手性金屬催化劑。這次獲獎(jiǎng)的不對(duì)稱有機(jī)催化是不含金屬的，在應(yīng)用方面的好處是更加便宜和環(huán)保。
他們的獲獎(jiǎng)，對(duì)有機(jī)化學(xué)、特別是有機(jī)合成領(lǐng)域是一個(gè)巨大的鼓舞，說明這個(gè)領(lǐng)域非常重要，希望有更多聰明的年輕人從事這個(gè)領(lǐng)域。
目前還有很多有機(jī)反應(yīng)、****物合成缺少高效的手性催化劑，一旦有了高效手性催化劑，可以讓****物變得更加便宜。
上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院特別研究員張書宇：手性化學(xué)及不對(duì)稱催化是上個(gè)世紀(jì)中后期以來，有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域最重要、最活躍的研究?jī)?nèi)容之一。
2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)主要采用的催化模式是以金屬催化中心和手性配體組合，這一系列非常重要的不對(duì)稱反應(yīng)與醫(yī)****和工業(yè)緊密聯(lián)系。
至此，不對(duì)稱催化領(lǐng)域發(fā)展迅猛。時(shí)隔20年之后，手性催化再次獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，足以證實(shí)這一領(lǐng)域在當(dāng)今化學(xué)發(fā)展中的重要性。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)研究的重要性和亮點(diǎn)有哪些？
張書宇：今年的亮點(diǎn)是有機(jī)小分子催化，催化中心區(qū)別于以往的金屬中心催化模式，采用綠色及環(huán)境友好的非金屬有機(jī)催化劑，充分利用氧、氮、硫、磷等非金屬原子的配位和成鍵特性實(shí)現(xiàn)手性傳遞。
李斯特和麥克米倫是為推動(dòng)這一領(lǐng)域蓬勃發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)的眾多有機(jī)化學(xué)家的杰出代表，為推動(dòng)和發(fā)展有機(jī)小分子催化領(lǐng)域做出了杰出的貢獻(xiàn)，這一榮譽(yù)實(shí)至名歸。
中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授張翼：如果把有機(jī)合成看作是化學(xué)的王冠，那么不對(duì)稱催化（手性催化）就是王冠上的明珠。
在人體中，絕大多數(shù)的生物活性分子比如氨基酸等都是手性的。
一般來說，在治療過程中，左旋****物起主要作用，而右旋****物往往是惰性的甚至具有毒副作用。因此臨床上要求用于治療各種疾病的****物分子盡量是純粹的左旋異構(gòu)體。
而合成****物時(shí)，普通的方案往往得到的是消旋體（左旋右旋各一半），這就需要通過手性拆分再得到單純的左旋異構(gòu)體，這樣既增加了額外工作，也造成了原材料的浪費(fèi)。
不對(duì)稱催化能夠特異性得到左旋的分子，從綠色化學(xué)的角度，理想情況下可以實(shí)現(xiàn)原料分子近100%的利用，這就是不對(duì)稱催化的重要意義。
這項(xiàng)獲獎(jiǎng)成果實(shí)現(xiàn)了利用有機(jī)小分子催化劑來實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱催化，解決了酶催化難以規(guī)?；徒饘倩呋s質(zhì)去除的困難，理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值都非常重大。
“不滿足”與“高標(biāo)準(zhǔn)”
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：你與兩位科學(xué)家有哪些交流？
周其林：2006年和2019年，我曾兩次邀請(qǐng)本杰明·李斯特訪問南開大學(xué)并作了學(xué)術(shù)報(bào)告。
我和大衛(wèi)·麥克米倫曾在上海的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議相識(shí)，并在中國(guó)臺(tái)灣共同做過一次巡回學(xué)術(shù)講座，有很多交流。
我認(rèn)為他們是非常具有創(chuàng)新精神的科學(xué)家，不滿足已有的成績(jī)，這次獲獎(jiǎng)的不對(duì)稱有機(jī)催化領(lǐng)域是他們很早的工作了，近年來他們也在不斷探索新的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，例如大衛(wèi)·麥克米倫在有機(jī)光化學(xué)方面又有很多發(fā)現(xiàn)。
他們不會(huì)一直守著自己的領(lǐng)域，而是不斷嘗試新的突破，這是我們需要好好學(xué)習(xí)的科學(xué)家品質(zhì)。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：麥克米倫是一位怎樣的科學(xué)家？
左智偉：2013年到2015年，我在普林斯頓大學(xué)麥克米倫教授課題組做博士后。
我在他組里從事研究的時(shí)候，他的工作實(shí)際上已經(jīng)進(jìn)入到“第二代版本”，也就是現(xiàn)在業(yè)界認(rèn)為他有可能再得一次諾貝爾獎(jiǎng)的工作——光催化。
他和學(xué)生之間更多是啟發(fā)性的交流，同時(shí)他對(duì)于化學(xué)的要求標(biāo)準(zhǔn)非常高。
比如有機(jī)反應(yīng)核心的內(nèi)容一般通過圖片表示，他對(duì)結(jié)構(gòu)式圖片的制作有著嚴(yán)格的模版要求，譬如最簡(jiǎn)單的一個(gè)甲基基團(tuán)，一般不作標(biāo)注也不影響對(duì)內(nèi)容的理解，但他會(huì)要求必須得把甲基團(tuán)以“CH3”標(biāo)示出來，以最規(guī)范的格式結(jié)尾。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：你所認(rèn)識(shí)的麥克米倫在生活中是一個(gè)什么樣的人？
左智偉：他很樂意享受生活的，比如他打高爾夫球的頻率很高，也是喜歡品酒的一個(gè)人。
他還是一個(gè)非常平易近人的人，如果學(xué)生遇到一些實(shí)際困難，他知道后就會(huì)給予幫助。
和很多好的導(dǎo)師一樣，他會(huì)給學(xué)生寫推薦信，更多時(shí)候還會(huì)幫學(xué)生去主動(dòng)聯(lián)系或者是尋找機(jī)會(huì)。
比如當(dāng)時(shí)我回國(guó)找工作面試時(shí)，他主動(dòng)幫我聯(lián)系了院系的負(fù)責(zé)人，而且寫了一封非常詳細(xì)的推薦信。
中國(guó)研究態(tài)勢(shì)
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：國(guó)內(nèi)在不對(duì)稱有機(jī)催化領(lǐng)域的研究進(jìn)展和應(yīng)用前景如何？
周其林：我們一定要關(guān)注兩位華人科學(xué)家，史一安教授和楊丹教授，他們?cè)?996年就已經(jīng)發(fā)表了不對(duì)稱有機(jī)催化的論文，做了開創(chuàng)性的工作，但與兩位化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)呦啾?，在?duì)學(xué)科的推動(dòng)和廣泛應(yīng)用上略微缺乏。
目前國(guó)內(nèi)還有很多化學(xué)家在做不對(duì)稱有機(jī)催化研究，也發(fā)展出了自己的小分子催化劑。
基礎(chǔ)研究有兩種情況，一種是純粹自然規(guī)律發(fā)現(xiàn)，目前還看不到應(yīng)用，另一種不僅有科學(xué)意義還有應(yīng)用價(jià)值。
不對(duì)稱催化給我們的啟示是，發(fā)現(xiàn)新的手性催化劑不僅有理論意義，還會(huì)對(duì)****物合成等產(chǎn)生巨大影響。
例如很多抗癌****的合成需要幾十步反應(yīng)，如果有了新的手性催化劑，可以把合成步驟大大縮短。
中科院化學(xué)研究所副研究員馮宇：各國(guó)科學(xué)家在發(fā)展新型有機(jī)小分子催化劑、拓展催化反應(yīng)類型等方面取得了系列原創(chuàng)性、前瞻性成果，推動(dòng)了合成化學(xué)、手性催化、****物化學(xué)和材料化學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展。
實(shí)際上，我國(guó)有機(jī)小分子催化劑開展得也很早，并做出了很大貢獻(xiàn)。
手性酮催化烯烴的環(huán)氧化反應(yīng)是早期有機(jī)小分子催化反應(yīng)的代表之一，楊丹和史一安等分別作出了出色的工作。
近年來，我國(guó)在高水平論文發(fā)表上，尤其是小分子催化劑領(lǐng)域，可以說是與國(guó)際一流水平齊頭并進(jìn)，但原創(chuàng)性和前瞻性工作還有待加強(qiáng)。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：在你看來我國(guó)是否已經(jīng)成為一個(gè)化學(xué)強(qiáng)國(guó)？中國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)何時(shí)可能出現(xiàn)？
東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授熊仁根：我們國(guó)家是一個(gè)化學(xué)大國(guó)，也在穩(wěn)步走向化學(xué)強(qiáng)國(guó)。就獲得諾貝爾獎(jiǎng)，我個(gè)人有三點(diǎn)建議僅供參考。
首先，我們要多開展原創(chuàng)性的工作，真正實(shí)現(xiàn)從“0”到“1”的突破；其次，科學(xué)研究需要持之以恒，耐得住寂寞，一輩子就做一件事情；最后，我們要廣泛地開展國(guó)際合作與交流。
實(shí)際上，經(jīng)過10年、20年的努力，我國(guó)在很多化學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)比較強(qiáng)。
但獲得諾貝爾獎(jiǎng)是有一個(gè)周期的，比如用10年把原創(chuàng)的東西做出來，還要經(jīng)過10年、20年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間來驗(yàn)證。
所以，中國(guó)科學(xué)家不用著急，相信在30年、40年、半個(gè)世紀(jì)以后，肯定有很多中國(guó)科學(xué)家拿獎(jiǎng)。最后，我們需要有“10年甘坐冷板凳，認(rèn)認(rèn)真真做學(xué)問”的心態(tài)。
不過我們需要看到，科學(xué)的競(jìng)爭(zhēng)不是靜態(tài)的，是動(dòng)態(tài)的，別忘了我們?cè)谂?、在前進(jìn)，別人也是一樣。
編輯 | 趙路
排版 | 郭剛
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