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2021年諾貝爾化學獎得主於10月6日揭曉！由德國學者李斯特（Benjamin List）和美國學者麥克米倫（David MacMillan）共同獲獎；他們的獲獎原因是推動了「不對稱有機催化劑」（asymmetric organocatalysis）的發展；諾貝爾委員會指出，他們開發出的有機催化劑不但對藥物研究產生巨大影響，也使化學合成的過程更加環保。

催化劑與不對稱催化

但金屬催化劑也有些問題：其一是有些對氧氣和水特別敏感，需要在無水無氧的環境操作，且部分價格相當昂貴，這在工業化製程當中很難實現；另一個是許多金屬催化劑是重金屬，對環境有害。第二種催化劑是與人體生理反應息息相關的「酵素」，所有生物體內成千上萬種的反應都與此有關，它們通常是由數百種氨基酸構成的巨大分子。

有一種異構物，兩者在結構上就像你的兩隻手，長得很像但不能疊合，這種異構物稱為「對應異構物」。為了區分兩者，我們會用「左／右手性」、「左／右掌性」或「左／右旋光性」來描述結構上的差異。

對應異構物結構上的差異，也會影響到它的性質，例如：人體只能吸收右旋光性維他命 C （附註：市面上的左旋 C 並不是光左旋，而是左型右旋維他命 C）。而人工合成維他命 C 的時候，通常不可能全部變成右旋光性維他命 C，造成原物料的浪費。

2001 年諾貝爾化學獎頒給了「不對稱催化劑」，這種催化劑可以讓化學反應的產物，多數變為某種對應異構物，以上述為例，若在人工合成維他命 C 的化學反應中，加入非對稱催化劑，能夠有效的生產右旋光性維他命 C，減少浪費。

催化，能不能再更簡單一點？

Benjamin 知道，早在 25 年前、1970 年代就有人在研究以脯氨酸 (proline) 用做催化劑，但卻沒有人繼續研究下去，Benjamin 認為可能是其效果不甚理想。因此在不抱任何的期待下，Benjamin 測試了是否能夠催化讓兩個碳原子結合的羥醛反應 (aldol reaction) 。這個簡單的嘗試，卻有令人驚訝的結果：它相當的有效。

而大衛麥克米倫（David MacMilan）為了能夠讓不對稱催化劑用在大規模工業生產，開始改良非對稱催化劑，由於在金屬的不對稱催化劑上沒有進展，他決定改變方向，嘗試以簡單的有機分子作為不對稱催化劑。

透過有機催化劑驅動的化學反應，可讓研究人員更有效率的建構新藥物，甚至是太陽能電池中可捕獲光的分子。透過這些應用，有機催化劑為人類帶來極大的貢獻。而在李斯特與麥克米倫發現有機分子催化劑之後，也持續設計出了大量廉價且穩定的有機催化劑，讓不同的化學反應使用。

參考文獻

• Their tools revolutionised the construction of molecules. The Nobel Prize in Chemistry 2021

[ 本帖最后由 索隆十郎 于 2021-10-12 09:14(GMT+8) 编辑 ]

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