科技日報駐德國記者 李山 

9月6日，德國馬克斯普朗克煤炭研究所所長本杰明·李斯特（Benjamin List ）教授與美國科學家麥克米倫一起榮獲了2021 年諾貝爾化學獎。出身研究世家的李斯特有著開掛一般的人生經(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獨立自主的實驗便開創(chuàng)了一個新的研究領(lǐng)域；而全家在泰國海嘯中幸免遇難更是讓他深悟人生中什么才是最重要的。

得知自己獲獎時，李斯特正在和妻子度假。圖片來自諾獎官網(wǎng)

令人難以置信的時刻

當接到諾貝爾獎委員會的通知電話時，在阿姆斯特丹度假的李斯特和妻子正坐在一家咖啡館里。前一天晚上他們在音樂廳聽了古斯塔夫·馬勒的第五交響曲。李斯特說：“當我們正要點餐時，我在顯示屏上看到來電顯示是瑞典的區(qū)號。我和妻子相視一笑并開玩笑地說：‘（諾獎）電話來了’——這是個笑話。但后來確實是（諾獎的）電話。這是一個令人難以置信的時刻。”

諾貝爾獎評委會在頒獎詞中表示：“建造分子是一門艱難的藝術(shù)。李斯特和麥克米倫因開發(fā)一種精確的分子構(gòu)建新工具——有機催化而獲獎。這對藥物研究產(chǎn)生了巨大影響，使化學更加環(huán)保。”李斯特共同創(chuàng)立了有機催化領(lǐng)域，并在其中開發(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，從而使有機催化成為可能。它們的優(yōu)點是不需要昂貴的金屬化合物，這些金屬化合物通常對健康和環(huán)境有害。它們有助于實現(xiàn)更可持續(xù)和資源效率更高的化學，因為幾乎80% 的化學產(chǎn)品都是在催化劑的幫助下制造的。

德國馬克斯·普朗克科學促進學會主席馬丁·施特拉特曼教授說：“我很高興諾貝爾化學獎今天頒給本杰明·李斯特。他開啟了催化研究的新篇章，具有巨大的應(yīng)用潛力。他第一次成功開發(fā)出具有高立體選擇性的有機催化劑——這是很少有的突破。”德國國家科學院院長杰拉爾德·豪格教授說：“今年，諾貝爾化學獎表彰了不對稱有機催化領(lǐng)域的開創(chuàng)性科學發(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院的成員因其研究成就而受到表彰”。

以為化學能回答一切

本杰明·李斯特1968年1月出生于德國法蘭克福一個富裕的家庭。科學研究的基因或許早就植根于這個家庭中。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·沃爾哈德以腎病學家的身份而聞名。而獲得了1995 年的諾貝爾獎的發(fā)育生物學家克里斯蒂安·紐斯萊因-沃爾哈德是李斯特的姨媽。李斯特回憶稱，當母親的兄弟姐妹在圣誕節(jié)聚在一起時，經(jīng)常在家里演奏巴赫的《勃蘭登堡協(xié)奏曲》。

李斯特三歲時父母離異。他的母親是一名全職建筑師，沒有太多的時間來照顧他和兩個兄弟。學生時代的李斯特癡迷于哲學問題，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能回答這些問題。高中畢業(yè)后，他沒有馬上申請大學，而是和兩個朋友去印度旅行了三個月。后來在母親的敦促下，才決定到柏林學習化學。選擇柏林的原因很簡單，有個表兄住在那里。李斯特還記得當時打電話問訊的情景。對方問需要柏林什么大學的號碼，李斯特回答說：“隨便選一個！”他就這樣上了柏林自由大學。 

挑戰(zhàn)合成維生素B12

1993年在柏林自由大學獲得碩士學位后，李斯特跟隨導師約翰·穆爾澤教授一起來到法蘭克福大學，并于1997年完成了他的博士學位，其博士論文的主題是“維生素B12的合成”。李斯特為自己設(shè)定了這個雄心勃勃的目標。而穆爾澤教授盡管深知其難度，但卻沒有阻止他，只要求李斯特實現(xiàn)一半的目標就足夠了。

維生素B12于1972 年首次被合成，由蘇黎世聯(lián)邦理工學院的阿爾伯特·艾申莫瑟和哈佛大學的羅伯特·伍德沃德聯(lián)合完成，超過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人來實現(xiàn)，他的目標是讓分子合成更完美，步驟更少。李斯特最終實現(xiàn)了所有的目標，完成了“幾乎不可能完成的任務(wù)”，取得了“最優(yōu)秀的成績”。這是李斯特科學生涯的第一步，并為進一步的職業(yè)生涯奠定了堅實的基礎(chǔ)。

探索自己的研究領(lǐng)域

1997年到1998年，在洪堡基金會的資助下，習慣于自己做決定的李斯特堅持己見，來到了美國加州拉霍亞的斯克里普斯研究所做博士后。當時該研究所有一批世界著名的化學家正在研究抗體酶的催化作用，其中包括2001年榮獲諾貝爾化學獎的卡爾·巴里·夏普萊斯。李斯特一頭扎進了生物催化劑的研究中。李斯特后來回憶稱：“那是一段欣喜若狂的時光。在不到兩年的時間里，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。他帶著兩名員工開始了在自己研究領(lǐng)域的探索。李斯特想設(shè)計充當催化劑的有機小分子。這是一個新領(lǐng)域，此前沒有人想到這個概念。常見的經(jīng)過工業(yè)驗證的催化劑主要基于過渡金屬，如鈀、鎳或鈦。它們價格昂貴，大多有毒，必須以高昂的代價再次分離和回收。酶能加快化學反應(yīng)的速度。但是有機化學家?guī)缀鯖]有想到有機分子可以用來做什么。

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氨基和一個酸殘基。氨基酸的列表在他腦海中閃過。大學時曾學習過由脯胺酸催化的不對稱羥醛反應(yīng)。于是李斯特想到，如果脯氨酸以類似于酶的機制起作用，那么它是否也能催化其他反應(yīng)呢？當時的李斯特其實并不是很確定，內(nèi)心在猶豫，“也許這是一個非常愚蠢的想法。其他人可能已經(jīng)嘗試過了，也知道為什么它不起作用。”

但最后李斯特還是拿一個玻璃燒瓶，加入一點脯氨酸和兩種反應(yīng)物，讓所有東西在室溫下攪拌過夜。這是他的第一次獨立實驗。第二天，李斯特驚喜地發(fā)現(xiàn)原材料完全轉(zhuǎn)化，實驗證實了他的猜想。在類似的反應(yīng)中，不久之后對映體過量幾乎達到了100%。2000 年，李斯特將他的研究成果發(fā)表在《美國化學會雜志》上，很快引起業(yè)界轟動。有機催化劑的研究熱浪滾滾而來。美國、日本、中國和歐洲的相關(guān)研究團隊短時間內(nèi)增長到了數(shù)百個，大家爭先恐后地用脯氨酸或類似的有機催化劑催化他們的反應(yīng)，并發(fā)表相關(guān)的文章。每個人都想成為研發(fā)中的一部分。而李斯特開創(chuàng)性的論文很快被引用超過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)實中，繼續(xù)努力從美國國立衛(wèi)生研究院 (NIH) 等機構(gòu)籌集研究資金。2002年底，位于米爾海姆的馬克斯?普朗克研究所有機金屬化學系主任阿洛伊斯·菲爾斯特納到斯克里普斯研究所做演講。當他得知有機催化的開創(chuàng)者之一李斯特還沒有一個固定職位時，十分之驚訝，積極勸說李斯特回德國，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永久職位。2005年，他成為了煤炭研究所所長和馬克斯?普朗克科學促進學會的董事。 

在米爾海姆，李斯特迅速發(fā)展成為“有機催化”領(lǐng)域國際知名的化學家之一，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催化與合成，他是不對稱有機催化領(lǐng)域的開創(chuàng)者之一，發(fā)展了一種新型不對稱催化模式：手性抗衡陰離子導向的不對稱催化(ACDC)。這意味著在無金屬小分子的幫助下加速化學反應(yīng)的過程，并將它們選擇性地引導到某些方向。這種方法近年來迅速發(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也提供了關(guān)于某些對生命起源很重要的分子最初是如何形成的線索。

從2000年開始，李斯特榮獲了包括萊布尼茨獎在內(nèi)的數(shù)十個獎項，2021年的諾貝爾化學獎在這長長的列表上添加了最重要的一項。李斯特是一個快樂、開放的人。2004年李斯特一家四口在泰國遭遇海嘯，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。他堅持內(nèi)心的自由，不受阻礙地走自己的路。他還會在辦公室練習瑜伽，輕松、積極的魅力營造創(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。只有當你放松時，你的思想才能流動。” 

關(guān)鍵詞： 諾貝爾 化學 得主 李斯特