1月10日，2019年度国家科学技术奖正式揭晓，来自南开大学的周其林、谢建华、朱守非以及王立新团队，凭借“高效手***螺环催化剂的发现”项目，荣获今年唯一一个国家自然科学奖一等奖。该项目的提名专家之一、中国科学院院士、有机化学家冯小明对这个项目的评价是，高效手***螺环催化剂的发现，带来全世界在手***催化合成领域的变革，不仅实现了科学上的重大突破，其卓越***能也引领了产业界的发展，特别是对药物生产具有巨大价值。
手***螺环催化剂，听起来有些“高冷”。“手***是一种现象，就像左右手，互为镜像，可以重合但是不能重叠，我们把这种现象称为手***现象。”周其林介绍，在自然界中，小到微观世界的基本粒子，大到宇宙星云都存在手***现象。
“化学家关注分子层面的手***现象，在著名的《改变世界的分子》一书中，涉及300多个有机分子，其中70%以上是手***分子。在制药领域，其应用更是广泛，比如目前市售药物中一半是手***药，新研发的药物中，手***药更是高达70%。‘左手’和‘右手’看似只有方向不同，但表现出来的***质可能千差万别。”周其林举例说，比如在制药上，如不加以区分，其后果很可能是灾难***的。比如历史上著名的“反应停”事件，由于这种药物是手***药物，存在两种手***异构体，其中一种异构体对孕妇妊娠反应有缓解作用，另一种却有毒副作用。由于当时不了解两种手***异构体的***质有差异，“反应停”使用了混合物，结果导致许多胎儿畸形。
“这个事件后，手***药开始受到重视，之后生产的手***药，都会根据药效使用单一手***分子。”周其林说，不仅仅是口服药物，许多农药也是手***分子，两种手***异构体混合在一起的农药，至少有一半都是无效的，不仅效率低，还会污染环境。此外，手***分子在化妆品、香精、香料以及液晶材料中也有广泛应用。
鉴于手***化合物的重要***，化学家们致力于手***分子的合成。“选择***地合成手***分子的单一异构体是合成化学家长期追求的梦想，其中实现的关键在于手***催化剂。手***催化是目前合成手***化合物最有效的方法。”周其林说。
高选择***、高效率、适用范围广的手***催化剂成为周其林和其团队的目标，经过20年的潜心研究，他们设计发展了一类全新的手***螺环配体骨架结构，在此基础上合成了系列手***螺环催化剂。手***螺环催化剂，不仅选择***高，效率也非常高，成为为数不多的一类“优势手***催化剂”。比如在酮化合物的不对称氢化中，手***螺环铱催化剂的催化转化数达到了455万，是目前“最高效的手***分子催化剂”。
“虽然没有哪种催化剂是万能的，但好的催化剂，能解决尽可能多种类的反应。”周其林介绍，手***螺环催化剂现在已经应用于200多种手***合成反应，每种反应都能合成很多手***化合物，其发现和应用将手***分子合成的效率提高到了一个新的高度。
在此基础上，周其林还系统地发展了相关手***配体和催化剂的设计方法。这些成果拓展了手***配体和催化剂设计的想象空间，促进手***催化学科上了一个新台阶。
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