16载诺奖风雨路，中科院专家带您解读“不对称有机催化”前世今生
理财鱼小提示：16载诺奖风雨路，中科院专家带您解读“不对称有机催化”前世今生
10月6日，瑞典皇家科学院宣布将2021年诺贝尔化学奖授予Benjamin List和David W.C. MacMillan,以表彰他们对“不对称有机催化的发展”做出的贡献。一石激起千层浪，“手性分子”、“不对称合成”、“有机催化”等学术名词不胫而走、煊赫一时。安永生命科学与医疗健康课题组第一时间联系到中国科学院有机化学专家杨贺博士，并请杨贺博士从意义、深度、广度、科研四个方面带我们解读2021年诺贝尔化学奖与不对称有机催化的渊源。
专家介绍
杨贺博士
中国科学院上海有机化学研究所
专注有机不对称催化与合成的研究
合理巧妙地将不对称有机催化的研究成果运用到手性化学品和手性药物的合成中将有望降低生产成本，并实现绿色化学、绿色制药。 对话专家1. 意义
Q1：不对称有机催化”早在2005年就是诺贝尔奖的“大热之选”，历经16年的风雨洗礼，终究守得云开见月明。能否为我们介绍下“不对称有机催化”到底是什么？
杨贺博士：
不对称有机催化是指以有机小分子为催化剂从简单非手性的原料合成手性化合物单一对映体的技术，是不对称合成领域中最为活跃的研究方向之一。要理解不对称有机催化，关键在于理解“手性分子”，“不对称”和“有机催化”这三个核心概念。
Q2：大家对“手性分子”这个概念可能不太熟悉，我们应该如何准确理解 “手性”？
杨贺博士：
手性是自然界的基本属性。当一个物体与其镜像不能重合，我们称其具有手性。例如我们的左手和右手，它们的三维结构呈镜像对称但不重合，因而是具有手性的。在化学领域，当一个分子与其镜像对称的结构不能完全重合时，我们称其具有手性。因此，具有同样的分子式的化合物也可能由于不同基团在三维空间中的空间位置的不同而产生镜像异构体，这就是手性化合物。
Q3：化合物的“手性”有什么特殊意义？
杨贺博士：
手性化合物在自然界中广泛存在，例如我们熟知的葡萄糖、氨基酸以及中草药中提取的许多天然产物均是手性化合物。与此同时，许多用于治疗各种疾病的药物分子也是手性化合物。
研究表明，具有手性的药物其两个对映体往往具有截然不同的生理活性，一种对映体是治愈疾病的良药，另外一种则可能对疾病治疗毫无作用，甚至产生副作用。比如上世纪60年代著名的“沙利度胺”事件[1]，正是由于对手性缺乏了解导致了大量畸形婴儿的降生。
“沙利度胺”事件推动了人类对手性化合物和手性药物的进一步认识。从那以后，在新型药物分子开发的过程中，如果分子内存在手性中心，按照相关规定必须要分别研究其两个对映体在人体内的活性差别。因而，手性化合物单一对映体的获得显得尤为重要。
Q4：那么“不对称合成”与 “手性化合物”之间是怎样的关系？
杨贺博士：
简单来说，不对称合成即利用简单、非手性的原料来制备具有手性元素的相对复杂分子的过程，是获得手性化合物单一对映体的重要手段之一。不对称合成在药物研发、重要手性化学品制备和手性有机材料合成等领域发挥着至关重要的作用。
例如在新药研发中，传统制备手性分子的方法是通过化学拆分，即首先制备含有两种对映体的混合物，然后通过各种方法将两种对映体分离以达到提纯目的。这种方法势必会浪费掉一半的原料（即不需要的对映体），从而增加成本和相应的废料。虽然该方法目前仍然是获得手性化合物单一对映体的重要方法，但不对称合成的快速发展势必会让手性化合物的合成过程变得更加经济和环保。
Q5：有机催化技术在不对称合成中扮演着怎样的角色？
杨贺博士：
有机催化是以有机小分子为催化剂合成手性化合物的技术。在不对称合成中，目前常用的主要有三种催化剂：过渡金属、生物酶和有机催化。此前，金属催化和生物催化已经分别在2001年和2018年获得诺贝尔化学奖[2]。
时至今日，诺贝尔奖再次垂青不对称催化领域，将化学奖颁给了不对称合成中的有机催化。这一殊荣充分说明，有机分子手性催化剂也具有生物催化剂和金属有机催化剂同样甚至更加高效的催化功能，使其成为催化领域的第三大支柱。
2. 深度
Q1：不对称有机催化为什么能够获得诺贝尔化学奖的青睐?
杨贺博士：
不对称有机催化获得今日的成就和关注，离不开Benjamin List和David MacMillan两位获奖者以及包括该领域先驱、已经去世的Carlos F. Barbas III 在内的科学家二十余年来不遗余力的努力探索。他们开创了一个全新的“小分子不对称有机催化”领域[3]。
优良的手性催化剂可以在很低剂量下加速反应并实现很好的手性诱导，从而达到高效合成手性化合物单一对映体的目的。在不对称有机催化中，手性有机小分子催化剂一般只含有碳、氢、硫和其他非金属元素，廉价易得且反应活性较强。更重要的一点是，它不需要过渡金属，完全避开了重金属的毒性。同过渡金属催化剂苛刻的使用条件相比，有机催化剂性质稳定，降低了使用门槛，是非常“经济”和“绿色”的催化剂，对绿色化学和制药业的发展至关重要！
Q2：针对您所讲的“不对称有机催化”对绿色化学和制药业的作用，能否谈谈在您看来该项技术在未来将会为行业发展带来哪些利好？
杨贺博士：
>相关《 16载诺奖风雨路，中科院专家带您解读“不对称有机催化”前世今生》内容：
1、 中科院报告：2025年末中国AI核心产业规模有望达4000亿
理财鱼小提示：中科院报告：2025年末中国AI核心产业规模有望达4000亿 新京报贝壳财经讯（记者 许诺）12月25日，中国科学院人工智能产学研创新联盟年会在北京举行。会上，中国科学院战略咨询院副院长张凤代表联盟发布年度报告《人工智能前沿研究与产业发展报告202...【继续阅读】
2、 中科院院士王建宇：商业航天很火但风险也比较大
理财鱼小提示：中科院院士王建宇：商业航天很火但风险也比较大 全球首颗量子卫星“墨子号”发射总指挥、中国科学院院士、上海蔚星科技首席科学家王建宇。 新京报贝壳财经讯（记者 侯润芳）在12月25日举行的“中国加入APEC三十周年工商界主题活动暨2021年APEC工商...【继续阅读】
3、 [公司]联泓新科：携手中科院长春应化所开展技术合作 投资建设5万吨/年PPC工业化生产项目
全景网12月24日讯 联泓新科(股票代码：003022，以下简称“公司”)午间发布公告称，为进一步实现生物可降解材料领域战略布局，公司与中国科学院长春应用化学研究所签署了《合作研发基于第四代催化剂的二氧化碳基生物可降解材料(PPC)超临界聚合工业化技术合...【继续阅读】