手性是指物体与其镜像不能重叠的现象，如同人的左右手。从分子、原子等微观粒子到宏观物质世界，手性现象普遍存在。
许多分子都具有手性，尤其是生物活性分子和药物分子。目前市售药物中超过一半都是手性分子，包括中国人合成的胰岛素和发现的青蒿素。在新药研究领域，在研的1200种新药中有820种是手性药，占比近7成。除了手性医药、农药外，手性分子还涉及香精香料、精细化学品和液晶材料等诸多领域。“左手”和“右手”手性分子的作用可能有天壤之别。如何控制手性分子合成的选择性，一直是摆在科学家面前的难题。
而对手性的认识不足，则有可能造成灾难性的后果。“左手天才，右手疯子”，在手性分子研究领域并不是夸张的诗句，而是现实的警示。20世纪50年代末，用于治疗妊娠反应的药物“反应停”被广泛使用。但在短短几年里，全球就产生了过万例以往极其罕见的海豹肢畸形儿。科学家们后来研究发现，原来“反应停”的右手分子具有镇静效果，左手分子却有致畸作用，而当时市售的“反应停”是两种手性分子的混合物。
农药中也有很多是手性农药，这些农药只有一半有效，另一半无效甚至对环境有害。
用传统方法合成手性化合物，总是得到两种手性分子的混合物，需要再通过复杂的手性拆分（把左右手分子分开）办法，得到单一手性分子。这样做的缺点显而易见：成本高，浪费巨大。
在化学合成反应中，经常用到催化剂。普通催化剂没有手性识别功能，会生成两种手性分子的混合物。而手性催化剂能识别手性，让反应只生成单一手性的分子。手性催化是合成手性分子的主要方法，是合成化学的前沿研究领域，其核心是发展手性催化剂。但是在过去几十年，由于缺少广谱性的手性配体基本骨架，真正高效、获得广泛应用的手性催化剂很少。
周其林，1957年出生，1982年从兰州大学化学系获得学士学位，1987年从中科院上海有机化学研究所获得博士学位，此后曾在德国、瑞士、美国从事博士后研究，1996年回国，到华东理工大学任教。
1999年，周其林被教育部聘为第一批“长江学者”，转任南开大学教授。也正是在这一年，他选定了一类螺环结构作为配体骨架，来发展高效手性催化剂。
“螺环”指的是一种配体骨架结构。具有这种螺环骨架结构的手性配体是周其林团队首次提出和发现的。(www.xing528.com)
将手性螺环配体与不同的金属原子结合，可形成一系列的手性催化剂。催化剂分子中，金属原子提供反应位点、活性中心，让反应得以发生；配体赋予催化剂手性识别功能，让反应有选择性地进行。手性催化剂需要在三维空间上控制反应的选择性，要发展出高效高选择性并且广泛适用的手性催化剂极具挑战性。
经过20年的潜心研究，周其林团队设计发展出了一类全新的手性螺环骨架结构，又从这类骨架结构出发，合成了几百种手性螺环配体和催化剂。这些催化剂被国内外同行称为“周氏催化剂”。
手性螺环催化剂对许多不对称合成反应都表现出极高的催化活性和对映选择性，已被应用于200余种不对称合成反应，在多个不对称合成反应中都保持着催化活性和选择性记录。例如，在不饱和羧酸化合物的不对称催化氢化反应中，手性螺环铱催化剂将反应效率提高了两个数量级，“为不对称催化树立了高标杆”；在酮化合物的不对称氢化反应中，手性螺环铱催化剂取得了高达450万的转化数，是目前“最高效的分子催化剂”；在多种金属卡宾对杂原子—氢键的不对称插入反应中，手性螺环铜和铁催化剂首次实现了不对称控制，“解决了该领域半个多世纪的难题”。
手性螺环催化剂的原创性和先进性得到了国际同行的广泛认可。手性螺环催化剂在许多反应中都表现优异，被广泛应用，成为“优势手性催化剂”。周其林及其团队还系统地发展了相关手性配体和催化剂的设计方法。这些成果拓展了人们设计手性催化剂的想象空间，显著推动了合成化学的发展。
手性螺环催化剂具有高选择性、高效率、普适性，是合成化学不可或缺的工具，已经被用于多种手性药物的生产。
手性螺环催化剂是新世纪不对称催化领域最具影响的突破。项目2007年和2013年两次获天津市自然科学一等奖，2019年获国家自然科学一等奖。周其林2018年获“未来科学大奖—物质科学奖”和中国化学会—中国石油化工股份有限公司“化学贡献奖”。
成果完成人：周其林、谢建华、朱守非、王立新
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