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美高梅电子app:很多工业产品都依赖化学家的能力来合成

时间:2021/10/7 19:27:28   作者:   来源:   阅读:7   评论:0
内容摘要:从太阳能电池到轻便跑鞋,再到治疗各种疾病的药物,很多工业产品都依赖化学家的能力来合成。然而,以人类需要的方式合成具有肉眼不可见的化学成分的新分子并不容易。 2021年诺贝尔奖获得者本杰明·利斯特和大卫·麦克米伦的成就在于,他们自主研发了一种分子构建工具——不对称有机催化,广泛应用...
从太阳能电池到轻便跑鞋,再到治疗各种疾病的药物,很多工业产品都依赖化学家的能力来合成。然而,以人类需要的方式合成具有肉眼不可见的化学成分的新分子并不容易。 2021年诺贝尔奖获得者本杰明·利斯特和大卫·麦克米伦的成就在于,他们自主研发了一种分子构建工具——不对称有机催化,广泛应用于新药研发,让化学合成变得更加“绿色”。

催化剂是化学合成的重要工具。它本身不参与化学反应,但可以改变反应速率,大大提高合成效率。 19世纪的化学家发现了催化现象。 1835年,瑞典著名化学家贝塞留斯(又译贝泽利乌斯)首先指出,有一种新的“力量”可以“产生化学活动”,并列举出某些物质的存在来驱动化学反应。这种现象就是“催化”。

此后,催化剂的广泛应用,带动了化学合成工业的蓬勃发展。借助催化剂,人类可以轻松获得药品、塑料、香水等生活必需品。据估计,目前全球约 35% 的国内生产总值 (GDP) 涉及化学催化。然而,直到 2000 年,唯一广泛使用的催化剂是金属和酶。其中,金属催化剂由于对氧和水敏感,难以在大规模工业化生产中使用,在大规模工业化生产中难以创造无氧无水环境。此外,许多金属催化剂是重金属,对环境有害。

另一种催化酶是蛋白质。生物体内有数以千计的酶,它们驱动着生命所必需的反应。许多酶也是不对称催化的“专家”,可以合成手性分子。手性分子是指具有一定构象且不能与其镜像分子重叠的分子。相同的化学成分可以产生互为镜像的手性分子,它们的性质可能相差很大。化学家通常只需要其中的一种,特别是在药物生产中,另一种手性分子可能会作为杂质混入,这就需要不对称催化来控制反应。

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