科技日?qǐng)?bào)駐德國(guó)記者 李山 

9月6日，德國(guó)馬克斯普朗克煤炭研究所所長(zhǎng)本杰明·李斯特（Benjamin List ）教授與美國(guó)科學(xué)家麥克米倫一起榮獲了2021 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。出身研究世家的李斯特有著開(kāi)掛一般的人生經(jīng)歷，博士論文完成了“幾乎不可能完成的任務(wù)”；成為助理教授后首個(gè)獨(dú)立自主的實(shí)驗(yàn)便開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的研究領(lǐng)域；而全家在泰國(guó)海嘯中幸免遇難更是讓他深悟人生中什么才是最重要的。

得知自己獲獎(jiǎng)時(shí)，李斯特正在和妻子度假。圖片來(lái)自諾獎(jiǎng)官網(wǎng)

令人難以置信的時(shí)刻

當(dāng)接到諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)的通知電話時(shí)，在阿姆斯特丹度假的李斯特和妻子正坐在一家咖啡館里。前一天晚上他們?cè)谝魳?lè)廳聽(tīng)了古斯塔夫·馬勒的第五交響曲。李斯特說(shuō)：“當(dāng)我們正要點(diǎn)餐時(shí)，我在顯示屏上看到來(lái)電顯示是瑞典的區(qū)號(hào)。我和妻子相視一笑并開(kāi)玩笑地說(shuō)：‘（諾獎(jiǎng)）電話來(lái)了’——這是個(gè)笑話。但后來(lái)確實(shí)是（諾獎(jiǎng)的）電話。這是一個(gè)令人難以置信的時(shí)刻?！?/p>

諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)在頒獎(jiǎng)詞中表示：“建造分子是一門艱難的藝術(shù)。李斯特和麥克米倫因開(kāi)發(fā)一種精確的分子構(gòu)建新工具——有機(jī)催化而獲獎(jiǎng)。這對(duì)藥物研究產(chǎn)生了巨大影響，使化學(xué)更加環(huán)保。”李斯特共同創(chuàng)立了有機(jī)催化領(lǐng)域，并在其中開(kāi)發(fā)出新的催化概念。他發(fā)現(xiàn)天然氨基酸中的脯氨酸可以作為一種有效的催化劑，從而使有機(jī)催化成為可能。它們的優(yōu)點(diǎn)是不需要昂貴的金屬化合物，這些金屬化合物通常對(duì)健康和環(huán)境有害。它們有助于實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)和資源效率更高的化學(xué)，因?yàn)閹缀?0% 的化學(xué)產(chǎn)品都是在催化劑的幫助下制造的。

德國(guó)馬克斯·普朗克科學(xué)促進(jìn)學(xué)會(huì)主席馬丁·施特拉特曼教授說(shuō)：“我很高興諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)今天頒給本杰明·李斯特。他開(kāi)啟了催化研究的新篇章，具有巨大的應(yīng)用潛力。他第一次成功開(kāi)發(fā)出具有高立體選擇性的有機(jī)催化劑——這是很少有的突破?！钡聡?guó)國(guó)家科學(xué)院院長(zhǎng)杰拉爾德·豪格教授說(shuō)：“今年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)表彰了不對(duì)稱有機(jī)催化領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)在藥物制造等方面發(fā)揮著重要作用。我更高興的是利奧波第那科學(xué)院的成員因其研究成就而受到表彰”。

以為化學(xué)能回答一切

本杰明·李斯特1968年1月出生于德國(guó)法蘭克福一個(gè)富裕的家庭?？茖W(xué)研究的基因或許早就植根于這個(gè)家庭中。李斯特的曾曾祖父雅各布·福爾哈德(1834-1910) 是著名的化學(xué)家，發(fā)現(xiàn)了Volhard–Erdmann環(huán)化反應(yīng)。曾祖父弗朗茨·沃爾哈德以腎病學(xué)家的身份而聞名。而獲得了1995 年的諾貝爾獎(jiǎng)的發(fā)育生物學(xué)家克里斯蒂安·紐斯萊因-沃爾哈德是李斯特的姨媽。李斯特回憶稱，當(dāng)母親的兄弟姐妹在圣誕節(jié)聚在一起時(shí)，經(jīng)常在家里演奏巴赫的《勃蘭登堡協(xié)奏曲》。

李斯特三歲時(shí)父母離異。他的母親是一名全職建筑師，沒(méi)有太多的時(shí)間來(lái)照顧他和兩個(gè)兄弟。學(xué)生時(shí)代的李斯特癡迷于哲學(xué)問(wèn)題，例如世界是由什么構(gòu)成的？人是由什么構(gòu)成的？他曾天真地以為化學(xué)能回答這些問(wèn)題。高中畢業(yè)后，他沒(méi)有馬上申請(qǐng)大學(xué)，而是和兩個(gè)朋友去印度旅行了三個(gè)月。后來(lái)在母親的敦促下，才決定到柏林學(xué)習(xí)化學(xué)。選擇柏林的原因很簡(jiǎn)單，有個(gè)表兄住在那里。李斯特還記得當(dāng)時(shí)打電話問(wèn)訊的情景。對(duì)方問(wèn)需要柏林什么大學(xué)的號(hào)碼，李斯特回答說(shuō)：“隨便選一個(gè)！”他就這樣上了柏林自由大學(xué)。 

挑戰(zhàn)合成維生素B12

1993年在柏林自由大學(xué)獲得碩士學(xué)位后，李斯特跟隨導(dǎo)師約翰·穆?tīng)枬山淌谝黄饋?lái)到法蘭克福大學(xué)，并于1997年完成了他的博士學(xué)位，其博士論文的主題是“維生素B12的合成”。李斯特為自己設(shè)定了這個(gè)雄心勃勃的目標(biāo)。而穆?tīng)枬山淌诒M管深知其難度，但卻沒(méi)有阻止他，只要求李斯特實(shí)現(xiàn)一半的目標(biāo)就足夠了。

維生素B12于1972 年首次被合成，由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的阿爾伯特·艾申莫瑟和哈佛大學(xué)的羅伯特·伍德沃德聯(lián)合完成，超過(guò)100名博士生和博士后為此工作了十年。而李斯特想靠自己一個(gè)人來(lái)實(shí)現(xiàn)，他的目標(biāo)是讓分子合成更完美，步驟更少。李斯特最終實(shí)現(xiàn)了所有的目標(biāo)，完成了“幾乎不可能完成的任務(wù)”，取得了“最優(yōu)秀的成績(jī)”。這是李斯特科學(xué)生涯的第一步，并為進(jìn)一步的職業(yè)生涯奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

探索自己的研究領(lǐng)域

1997年到1998年，在洪堡基金會(huì)的資助下，習(xí)慣于自己做決定的李斯特堅(jiān)持己見(jiàn)，來(lái)到了美國(guó)加州拉霍亞的斯克里普斯研究所做博士后。當(dāng)時(shí)該研究所有一批世界著名的化學(xué)家正在研究抗體酶的催化作用，其中包括2001年榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的卡爾·巴里·夏普萊斯。李斯特一頭扎進(jìn)了生物催化劑的研究中。李斯特后來(lái)回憶稱：“那是一段欣喜若狂的時(shí)光。在不到兩年的時(shí)間里，我在知名期刊上發(fā)表了17篇文章。”

1999年，新婚燕爾的李斯特雙喜臨門，得到了斯克里普斯研究所的助理教授職位。他帶著兩名員工開(kāi)始了在自己研究領(lǐng)域的探索。李斯特想設(shè)計(jì)充當(dāng)催化劑的有機(jī)小分子。這是一個(gè)新領(lǐng)域，此前沒(méi)有人想到這個(gè)概念。常見(jiàn)的經(jīng)過(guò)工業(yè)驗(yàn)證的催化劑主要基于過(guò)渡金屬，如鈀、鎳或鈦。它們價(jià)格昂貴，大多有毒，必須以高昂的代價(jià)再次分離和回收。酶能加快化學(xué)反應(yīng)的速度。但是有機(jī)化學(xué)家?guī)缀鯖](méi)有想到有機(jī)分子可以用來(lái)做什么。

從已知的抗體類似物，李斯特已經(jīng)知道酶在活性中心有一個(gè)氨基和一個(gè)酸殘基。氨基酸的列表在他腦海中閃過(guò)。大學(xué)時(shí)曾學(xué)習(xí)過(guò)由脯胺酸催化的不對(duì)稱羥醛反應(yīng)。于是李斯特想到，如果脯氨酸以類似于酶的機(jī)制起作用，那么它是否也能催化其他反應(yīng)呢？當(dāng)時(shí)的李斯特其實(shí)并不是很確定，內(nèi)心在猶豫，“也許這是一個(gè)非常愚蠢的想法。其他人可能已經(jīng)嘗試過(guò)了，也知道為什么它不起作用?！?/p>

但最后李斯特還是拿一個(gè)玻璃燒瓶，加入一點(diǎn)脯氨酸和兩種反應(yīng)物，讓所有東西在室溫下攪拌過(guò)夜。這是他的第一次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。第二天，李斯特驚喜地發(fā)現(xiàn)原材料完全轉(zhuǎn)化，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想。在類似的反應(yīng)中，不久之后對(duì)映體過(guò)量幾乎達(dá)到了100%。2000 年，李斯特將他的研究成果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)雜志》上，很快引起業(yè)界轟動(dòng)。有機(jī)催化劑的研究熱浪滾滾而來(lái)。美國(guó)、日本、中國(guó)和歐洲的相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)短時(shí)間內(nèi)增長(zhǎng)到了數(shù)百個(gè)，大家爭(zhēng)先恐后地用脯氨酸或類似的有機(jī)催化劑催化他們的反應(yīng)，并發(fā)表相關(guān)的文章。每個(gè)人都想成為研發(fā)中的一部分。而李斯特開(kāi)創(chuàng)性的論文很快被引用超過(guò)2200次。

深悟人生最重要的事

成功的喜悅之后，李斯特回到了自己助理教授的現(xiàn)實(shí)中，繼續(xù)努力從美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院 (NIH) 等機(jī)構(gòu)籌集研究資金。2002年底，位于米爾海姆的馬克斯?普朗克研究所有機(jī)金屬化學(xué)系主任阿洛伊斯·菲爾斯特納到斯克里普斯研究所做演講。當(dāng)他得知有機(jī)催化的開(kāi)創(chuàng)者之一李斯特還沒(méi)有一個(gè)固定職位時(shí)，十分之驚訝，積極勸說(shuō)李斯特回德國(guó)，并愿意為之引薦。一周后，李斯特飛往米爾海姆。他在馬克斯?普朗克煤炭研究所獲得了一個(gè)永久職位。2005年，他成為了煤炭研究所所長(zhǎng)和馬克斯?普朗克科學(xué)促進(jìn)學(xué)會(huì)的董事。 

在米爾海姆，李斯特迅速發(fā)展成為“有機(jī)催化”領(lǐng)域國(guó)際知名的化學(xué)家之一，發(fā)表SCI論文400多篇，在業(yè)界同行內(nèi)有著崇高的聲望。他的研究興趣集中于有機(jī)催化與合成，他是不對(duì)稱有機(jī)催化領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)者之一，發(fā)展了一種新型不對(duì)稱催化模式：手性抗衡陰離子導(dǎo)向的不對(duì)稱催化(ACDC)。這意味著在無(wú)金屬小分子的幫助下加速化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，并將它們選擇性地引導(dǎo)到某些方向。這種方法近年來(lái)迅速發(fā)展，已經(jīng)發(fā)揮著重要作用，例如使藥物的制造更加環(huán)保。而以這種方式獲得的知識(shí)也提供了關(guān)于某些對(duì)生命起源很重要的分子最初是如何形成的線索。

從2000年開(kāi)始，李斯特榮獲了包括萊布尼茨獎(jiǎng)在內(nèi)的數(shù)十個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，2021年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)在這長(zhǎng)長(zhǎng)的列表上添加了最重要的一項(xiàng)。李斯特是一個(gè)快樂(lè)、開(kāi)放的人。2004年李斯特一家四口在泰國(guó)遭遇海嘯，盡管被卷入水中受了重傷，他仍然奇跡般幸免遇難，失散的孩子也在醫(yī)院重逢，這使他深悟什么才是真正重要的。他堅(jiān)持內(nèi)心的自由，不受阻礙地走自己的路。他還會(huì)在辦公室練習(xí)瑜伽，輕松、積極的魅力營(yíng)造創(chuàng)造性的工作氛圍。他的名言之一：“創(chuàng)造力不是源于專注和緊張。只有當(dāng)你放松時(shí)，你的思想才能流動(dòng)?！?ensp;

關(guān)鍵詞： 諾貝爾 化學(xué) 得主 李斯特