北京
10月12日，由上海市政协发起并主管，上海市政协科技和教育委员会、复旦大学、中共上海市科学技术工作委员会、市科学技术委员会、市科学技术协会等单位共同举办的“浦江科学大师讲坛”第十六期在复旦大学相辉堂开讲。2021年诺贝尔化学奖得主、德国马克斯·普朗克煤炭研究所主任本亚明·利斯特（Benjamin List）以“催化美丽世界：给下一代的三个信息”为题作主旨报告。上海市政协副主席钱锋出席讲坛并为本亚明·利斯特颁授“主讲科学家”纪念证书。
2021年，本亚明·利斯特与美国科学家戴维·麦克米伦（David MacMillan）因开发“不对称有机催化”同获诺贝尔化学奖。这一概念的意义在于，它让化学家能够用非金属催化剂更精准地构建分子。传统的不对称催化主要依赖金属催化剂或酶，而有机催化提供了一种全新的选择，能够引导反应优先生成所需的手性分子，不仅让不对称合成更容易，也让化学更加环保。
催化一直被认为是很重要的技术。自1900年以来，有9个诺贝尔化学奖都颁给了与金属催化有关的技术。但当时的人们都认为，催化剂要么是酶，要么就是金属。“你必须做出一些不同的事情，与别人不一样的事。”让利斯特在五年前获得诺贝尔化学奖的科研之路，正是从“尝试不同”开始的。
1997年，利斯特开始在美国斯克利普斯研究所做博士后，研究抗体催化剂的机制。他发现了一个颠覆认知的事实：一种酶催化羟醛缩合反应，活性位点里没有金属，只有一个氨基和一个酸性基团。“一百多年来，化学界都认为催化剂需要金属。”利斯特看见了新的可能，决定尝试用氨基酸。他找到了脯氨酸，一种人体自身就能合成、无毒、存在于所有植物中的简单分子，它不仅能催化羟醛反应，而且其催化机制与酶相同。这项技术后来被用于合成抗HIV药物达芦那韦。2021年，他因“不对称有机催化”站在了瑞典斯德哥尔摩的领奖台上。
“我认为催化是所有科学中最为迷人的一部分，从原理上说，一个催化剂分子可以反复参与反应，促使成千上万个产物分子的生成，这正是催化的魔法所在。”在利斯特看来，催化不仅有“魔法”，更是推动人类现代社会发展的重要技术之一。
“地球的未来很大程度上取决于催化剂。”利斯特举例说，“在能源领域，通过三元催化（Three-Way Catalysis），汽油燃烧产生的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物可被主要转化为二氧化碳、水和氮气；通过催化，煤炭可转化为汽油；通过催化裂解烷烃，可制造更小的碳氢化合物，为飞机、汽车、轮船等提供燃料。在农业领域，哈伯-博世法（Haber-Bosch Process）从大气中提取氨用于化肥制作，氨产量每年可达15亿吨规模，养活了世界上无数的人。在材料领域，齐格勒-纳塔催化剂（Ziegler-Natta Catalyst）推动了塑料、橡胶制品的生产。”
如今，利斯特的团队交出了新的答卷：限域催化剂。这类催化剂能在分子内部构建一个受限的活性空间，像酶一样，在极度酸性或极度碱性环境中都能起催化作用。借助限域催化剂，研究人员有望以更低的成本、更清洁的方式合成具有相同香气特征的分子，有望改变整个香氛产业。
人类能否模仿自然，创造“人工光合作用”？这正是利斯特团队正在探索的方向。在利斯特看来，光合作用不仅对地球的碳循环极其重要，也制造生命所需的食物和氧气。
“我们将解决人类面临的三个紧迫的问题：可持续的化工产业、能源供给、气候变化。”在利斯特的愿景里，这套人工光合作用将支撑起一套全新的化工产业：就像今天我们从煤出发发电、通过费托合成制造各种化学品一样，未来我们可以用二氧化碳、水和光，建立起一套完全可持续的化工体系。
“尽管我无法提供一个获得诺奖的完整‘配方’，但我会告诉大家，想要赢取诺贝尔奖，需要做到什么。”利斯特在演讲中给出的答案，正是他讲座标题中所说的“三个信息”：追寻热爱、尝试不同、目标远大。
复旦大学副校长汪源源主持讲坛，市政协各专门委员会、市科技工作党委、市科委、市科协、黄浦区政协、杨浦区政协等单位负责人，部分市政协委员、区政协委员，上海市各高校、中学师生以及科研人员等参加。
原创：政协联线
作者：政协联线记者 董潇韩（本文图片由 主办方供图）
原标题：《浦江科学大师讲坛第十六期诺奖得主开讲：“催化是所有科学中最为迷人的一部分”》
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