(观察者网 讯)当地时间10月5日,瑞典皇家科学院宣布,将2022年诺贝尔化学奖授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西(Carolyn R. Bertozzi)、丹麦化学家莫滕·梅尔达(Morten Meldal)和美国化学家巴里·夏普莱斯(K. Barry Sharpless),以表彰他们在点击化学和正交化学研究方面的贡献。
其中,巴里·夏普莱斯曾获得2001年诺贝尔化学奖奖金的一半,以表彰他在“手性催化氧化反应”领域所取得的成就,他也成为历史上第二位二获化学奖、第五位二获诺贝尔奖的人。
巴里·夏普莱斯提出并完善了点击化学概念,它的核心理念是:合成化学要以分子功能为导向,通过小单元的简便拼接,快速可靠地完成各种各样分子的化学合成。之后,他的团队分别在2002年、2014年发现了两个最具代表性的反应:一价铜催化的叠氮化物-端炔烃环加成反应(CuAAC)和六价硫氟交换反应(SuFEx)。
巴里·夏普利斯还在不对称催化领域起了奠基性的作用,在该领域发明了多个人名反应,如Sharpless不对称环氧化反应、Sharpless不对称双羟基化反应。由于其在不对称催化氧化领域的开创性贡献,夏普利斯与美国科学家威廉·诺尔斯和日本科学家野依良治分享了2001年诺贝尔化学奖(他分享一半,另外两位分享另一半)。
卡罗琳·贝尔托西是美国化学生物和糖科学领域的先驱和顶尖科学家,她发明了“生物正交化学”这一术语,用来概括能够在活体细胞中不受干扰地发生的化学耦合反应。她的研究小组描述了与癌症、炎症和细菌感染相关的细胞表面糖基化变化,并利用这些信息开发新的诊断和治疗方法。
莫滕·梅尔达以独立与他人共同开发铜催化叠氮和炔烃环加成反应(CuAAC Reaction)而闻名,他主要研究组合化学和多肽化学,开发了广泛的化学技术。
他们三人将平均分享1000万瑞典克朗(约合人民币652万元)的奖金。
举报/反馈
记者 | 陈琼烨
北京时间10月5日17时45分,瑞典皇家科学院宣布将2022年诺贝尔化学奖授予美国化学家卡罗林·贝尔托西(Carolyn R. Bertozzi)、丹麦化学家摩顿·梅尔达尔Morten Meldal以及美国化学家巴瑞·夏普莱斯(K. Barry Sharpless),以表彰他们在点击化学和正交化学研究方面的贡献。
三名科学家同获2022年诺贝尔化学奖。图片来源:诺贝尔奖官网
卡罗林·贝尔托西是化学生物和糖科学领域的先驱和顶尖科学家。其于1993年在加州大学伯克利分校获得博士学位,现为斯坦福大学教授。她发明了“生物正交化学”这一术语,用来概括能够在活体细胞中不受干扰地发生的化学耦合反应。
摩顿·梅尔达尔是丹麦有机化学家,于1986年在丹麦技术大学获得博士学位,现为哥本哈根大学教授。主要研究组合化学和多肽化学。此外,Meldal教授也因铜催化叠氮和炔烃环加成反应(CuAAC Reaction)为关键反应的点击化学(Click chemistry)的共同开发者而闻名。
巴瑞·夏普莱斯1941年出生于美国宾夕法尼亚州费城,1968年获得斯坦福大学博士学位,现为美国斯克里普斯研究所教授。其一直致力于不对称氧化催化反应的研究工作,2001年他与美国科学家William S. Knowles、日本科学家Ryoji Noyori共同获得诺贝尔化学奖。
这是巴瑞·夏普莱斯继2001年之后第二次获奖,也成为历史上第二个两次获得诺贝尔化学奖的科学家。另一位是英国生物化学家弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger),曾于1958年及1980年两度获奖。
巴瑞·夏普利斯是“点击化学”创始人,最早在1998年初步提出,并在其后逐步完善的一个合成概念。它的核心理念是:合成化学要以分子功能为导向,通过小单元的简便拼接,快速可靠地完成各种各样分子的化学合成。
基于点击化学的概念,夏普利斯团队分别在2002年、2014年发现了两个最具代表性的反应:一价铜离子催化的叠氮化物-端炔烃环加成反应(CuAAC)和六价硫氟交换反应(SuFEx)。
一价铜离子催化的叠氮化物-端炔烃环加成反应(CuAAC)点击化学是目前最为有用和引人注目的合成理念之一,极大地促进了材料化学、化学生物学、药物化学、超分子化学等领域的发展。
诺贝尔化学委员会主席Johan Aqvist表示,“今年的化学奖不是处理过于复杂的问题,而是处理简单易行的事情,功能分子甚至可以通过直接的途径构建。”
去年的诺贝尔化学奖授予两名科学家,分别为德国科学家本杰明·李斯特(Benjamin List)和美国科学家大卫·麦克米伦(David MacMillan ),以表彰他们在发展不对称有机催化中的贡献。
自1901年至2021年,诺贝尔化学奖共授予190位获奖者。截至2022年,诺贝尔化学奖历次颁奖中,有63次为单独获奖者,25次为两人共享,26次为三人共享。该奖项在1916年、1917年、1919年、1924年、1933年、1940年、1941年和1942年八次未颁奖。
化学奖获奖者的年龄跨度长达62岁。最年轻的是法国物理学家弗雷德里克·约里奥(Frédéric Joliot),其在1935年与妻子伊雷娜·约里奥-居里(Irène Joliot-Curie)一起获得化学奖时年仅35岁。最年长的是美国物理学家约翰·古迪纳夫(John. B. Goodenough),他在2019年获得化学奖时已97岁,也是迄今为止获得诺贝尔奖时年龄最大的科学家。
在诺贝尔化学奖百余年历史中,一共有七位女性获奖,分别为玛丽·居里、伊雷娜·约里奥-居里、多萝西·克劳福特·霍奇金、艾妲·尤纳特、弗朗西斯·阿诺德、珍妮弗·道德纳、埃马纽埃尔·卡彭蒂耶。其中,玛丽·居里还曾于1903年获得诺贝尔物理学奖,是目前唯一一位获得两种不同学科诺贝尔奖的女性。
今年的诺贝尔奖项奖金为1000万瑞典克朗,约合人民币653万元,三位获奖者将平分这笔奖金。
举报/反馈
2001年的诺贝尔化学奖得主巴里·夏普莱斯说,他小时候最大的理想就是钓上一条稀世罕见的腔棘鱼,可万万没想到,长大后的他在分子的海洋里纵横,钓上了一条条化学反应的大鱼鲸鲲。
撰文 | 黎健(药明康德副总裁)
按照诺贝尔奖颁奖活动的惯例,每年的12月10日前后,当年的获奖人都要在瑞典首都斯德哥尔摩向学术界和公众做一场报告,介绍自己的研究工作和研究历程。2001年12月8日,来自美国斯克里普斯研究所的化学奖得主巴里·夏普莱斯(K. Barry Sharpless)教授在斯德哥尔摩大学瑞拉大讲堂做了题为“寻找新的反应性”的报告。
报告之中,夏普莱斯教授不时插入一些有趣的照片,其中一张他五岁时的照片更是萌翻了天:小小的巴里举着人生中钓到的第一条大鱼,开心地笑着。他告诉听众,小时候的最大理想,就是拥有一条自己的渔船,可以出海去钓鱼,钓上一条稀世罕见的腔棘鱼。他万万没有想到,日后的自己会成为一名化学家,在分子的海洋里捕捞垂钓,钓上一条条化学反应的大鱼鲸鲲。
巴里·夏普莱斯1941年4月28日出生于宾夕法尼亚州的费城,他的祖辈是十七世纪来到宾夕法尼亚的贵格会友。巴里从小念的是贵格会的学校,贵格会友谦虚、节俭、主动、有进取心和责任心的品格,对他日后的人生有着深刻影响。他的父亲是费城的一名开业医生,母亲生长在新泽西海滨,他们在流入大西洋的马纳斯宽河畔有一栋度假屋,在那里他度过了童年时代许多快乐的周末和暑假,以至于后来当人们问他故乡是何方时,他的回答总是新泽西的马纳斯宽,而不是费城。
六岁那年,父母就送给他一条8英尺长的带有外挂摩托的小舢板,让他在马纳斯宽河里开来开去,抓鱼捕鳗捉螃蟹。十四岁那年的暑假,他已经可以作为一名伙计跟随丁可叔叔的渔船出海捕鱼了。凭着从父亲那里遗传来的过目不忘的超强记忆能力,中学的课程对巴里来说就是小菜一碟,在费城贵格会友中心学校上学期间,他常常在做白日梦,梦想着自己扬帆远航出海捕捞的快乐情景。
尽管年轻的巴里满脑子里想的是开船捕鱼,但幸运的是,在他学生时代的几个关键时刻,总有吉人为他选定了未来的方向和道路。高中毕业时,学校辅导员就建议他不要去上大而全的大学,而应该去读一所小而精的文理学院,于是,1959年的秋天,作为医学预科生,巴里入读常青藤盟校中唯一的文理学院—达特茅斯学院,以便日后学医继承父亲的衣钵。在这里,刚刚获得化学博士来达特茅斯任教的托马斯·斯宾赛 (Thomas A. Spencer) 讲授的有机化学课深深吸引了巴里,那年的冬天,巴里因为滑雪摔断了腿,但他每天拄着拐杖坚持到图书馆去复习有机化学,记住课上的所有内容,回答课后的所有问题,很自然地就考了这门功课的全班第一。课余时间他还到斯宾赛教授的实验室做一些研究工作,他甚至能记住试剂库里每一样试剂的性征和味道。然而,每年的暑假,他还是要跑回新泽西海边去开船捕鱼。
大学毕业那一年,斯宾赛教授说服巴里推迟一年去上医学院,直接把他推荐到斯坦福大学凡·塔梅伦(Eugene E. van Tamelen)教授实验室去读研究生。凡·塔梅伦教授就是斯宾赛自己的博士导师,他要将自己的这位本科高足变成亲亲的同门师弟。巴里的父亲知道这项安排之后,气哼哼地打电话去质问斯宾赛:你对这孩子做了什么?你当你是谁呀,可以这样来毁坏我孩子的未来?当斯宾赛心平气和地介绍了这孩子的化学天赋时,巴里的父亲诚恳地收回了指责,并在往后的日子里,成了巴里最坚强的支持者。巴里人生事业的航船,就这样波澜不惊地被确定了航向。
巴里在斯坦福最初的日子过得并不舒坦,由于资格考试中物理化学一科没通过,他无法进实验室做实验,只好花了半年时间在图书馆读文献,随后在凡·塔梅伦教授指导下完成了“氧化鲨烯特征酶催化环化”的博士论文。作为博士后,巴里又在斯坦福跟随无机化学家科尔曼(James P. Collman)研究了一年金属有机化学,再到哈佛大学跟随生物化学家布鲁赫(Konrad E. Bloch)研究了一年酶学。这些看似不甚相关的领域,却为日后巴里的研究方向奠定了基础。
二十九岁那一年,他成为麻省理工学院的助理教授,建立自己的独立实验室,研究如何应用无机试剂来催化氧化有机化合物。在麻省理工七年时间取得终身教职之后,母校斯坦福大学向他伸出了橄榄枝,他作为正教授加入斯坦福,继续双键的非对称氧化研究,然而,在斯坦福的三年里,巴里觉得自己的研究工作似乎遇到了一个瓶颈,他更怀念麻省理工那种自由自在的研究氛围,于是,他决定离开斯坦福再回到麻省理工。就在实验室即将横跨美洲大陆从西岸搬回东岸前的一个月,他们的研究工作取得了重大突破。
许多生物活性分子和药物分子都具有手性,这是指一个分子的两种空间构型互为对映体,具有镜面对称性,但在实际空间中却不能重叠在一起,就像人的左手右手一样。其中一种构型拥有特定的活性或药效,另一种构型则可能拥有完全不同的性质甚至毒性,因此,有选择地合成出具有特定手性的分子称为不对称合成,是药物生产过程中十分关键的一个步骤。在麻省理工和斯坦福的20年间,巴里和他的学生们经过大量艰苦的摸索和实验,利用金属钛和锇化合物作为催化剂,开发出了烯烃的不对称环氧化(AE)反应和不对称双羟基化(AD)反应,十分漂亮地解决了这个难题,为手性分子的不对称合成铺平了一条道路。就在巴里将要从斯坦福搬回麻省理工之前的时候,他们实验室采用AE反应成功合成了具有单一手性的螟蛉蛾交配信息素。当实验室成员乘飞机到达波士顿机场走出飞机时,成群的螟蛉蛾向他们飞来,原来他们在实验室穿过的衣服,虽然经过洗衣机的洗涤,仍然残留有痕量的合成螟蛉蛾交配信息素,吸引了大批螟蛉蛾前来欢迎他们。
夏普莱斯AE反应和AD反应已经成为现代有机化学最重要的反应之一,写入有机化学的教科书,并在化学和制药工业中得到广泛应用,比如治疗心血管疾病常用药β受体阻滞剂的生产,就要用到AE反应。2001年诺贝尔化学奖授予巴里,表彰的也正是这项伟大的发现和对化学的贡献。
化学家都有一个喜欢刨根问底的习惯,他们发现了一个新反应之后,就会穷其全力来解释这个反应的机理,探讨这个反应是如何发生的。为了解释四氧化锇化合物是如何催化夏普莱斯AD反应的,1989年巴里提出了一个分步的 [2+2] 环加成机理,并得到了一些实验数据的支持。然而,另一位有机化学大师、诺贝尔化学奖得主、哈佛大学教授科里(Elias J. Corey)却有不同看法,他提出了一个协同的 [2+3] 环加成机理,也得到了一些实验数据的支持。此后的八年时间里,巴里和科里就AD的机理是 [2+2] 还是 [2+3] 这个问题,进行了深入的辩论和探讨,两人时常在化学顶级学术刊物上交替发表论文,你来我往,展示各自的支持数据,让化学界体会了一把“天神打架,小鬼看戏”的盛况。
1997年,巴里与计算化学家豪克(Kendall Houk)和物理化学家辛乐顿(Daniel Singleton)合作,采用动力学同位素效应这一技术,对AD反应进行了仔细的测试和计算,实验和计算结果更倾向于支持科里的 [2+3] 机理,尽管如此,他们仍然发表了这一结果,为这项长达数年的学术辩论做了一个了断。虽然巴里提出的 [2+2] 机理输掉了这场辩论,但他正视实验结果,尊重科学事实,勇于发表支持对手的数据的精神,却迎来了化学界的一片赞誉之声。
1990年,应斯克里普斯研究所所长勒纳(RichardA. Lerner)的邀请,巴里加入了新成立的斯克里普斯化学系。在这里,他继续研究不对称催化合成方法,开发出第三类重要的夏普莱斯反应:不对称烯烃氨羟化(AA)反应。同时,他也开始专注于寻找一种快速、可靠地发现新化学反应性和分子功能的方法,希望通过少数几个最佳化学反应,能够将不同的分子模块链接起来,构建出不同功能的完整分子。这一类的化学反应必须瞬时高效,可在温和条件如室温和水溶液中进行,产生的分子立体构象单一,在链接分子模块时,就像汽车后排座椅上的安全带搭扣左右对应精确插入相应的卡口,咔嗒一声弹簧锁紧,链接瞬间牢固完成,左右中间不容错位。因着安全带搭扣这一意象,巴里和夫人为这一类型的化学反应取名为click chemistry,中文译作“点击化学”(英文click一词在此特指安全带搭扣插入时咔嗒的声音,其实与鼠标的点击并无关系。由于文化差异,中文译名点击化学并没有完全体现原来的含义)。
巴里和学生们还发现一价铜催化下叠氮化物与炔烃的环加成反应(CuAAC)是一类重要的点击化学反应,后来,他与来自中国的博士后学者董佳家又一起发现了六价硫氟交换反应(SuFEx)是第二个接近完美的点击化学反应。采用这些点击化学反应,化学家通过完全可预测和精准的合成,便能自下而上地构造出庞大的化学空间。点击化学技术还被应用到生物体系之中,巴里和生物化学家泰勒(Palmer Taylor)合作,在乙酰胆碱酯酶的结合位点处让两种反应物通过点击化学进行反应,在酶的结合位点的特定空间构型影响下,选择性地产生出具有很强结合力的抑制剂,由此发展出了原位点击化学技术,这项技术目前也成为研究酶和其他生物分子功能的重要方法。
点击化学在诞生之初,并不能为一些化学家所接受,巴里及其合作者投稿给德国著名的《应用化学》杂志的第一篇该领域的学术论文——“点击化学:通过几个优秀化学反应来实现化学功能的多样化”,就被业内三位重量级审稿人一致枪毙,是该杂志的主编格里兹(Peter Glitz)力排众议,坚持发表这篇非常有特色的论文,才使化学界逐渐认识到点击化学的意义,今天,这篇论文的引用数已高居这份著名学术杂志历史上所发表全部论文的第一位,由此可见当下点击化学受到的关注程度以及对化学和生物研究的影响。
巴里十分热爱实验室的生活,他常常在实验室甚至试剂库里通宵达旦地工作,然而,一次实验室中的不慎,却让他付出了沉重的代价。那是1970年巴里刚到麻省理工担任助理教授不久的一天早晨,在实验室熬了一夜的巴里脱去实验服换上便装摘掉防护镜,正准备回家。当他经过一个一年级研究生的工作台时,看到这名学生正在用火焰封装一段玻璃核磁管,他就上前去了解一下工作进展。当他拿起封好的核磁管对着灯光观察时,意外发生了,核磁管发生了爆炸,由于没有带防护镜,玻璃碎片扎进了巴里的一只眼球,穿透了视网膜,脸部皮肤也被割伤。在医院里,医生警告他受伤的眼睛视力是保不住了,另一只眼睛由于潜在的交叉感染性炎症也有可能失明,这让年轻的巴里在伤痛之外,内心增添了巨大的恐怖。幸运的是,经过数月的治疗,一只眼睛废了,另一只眼睛的视力则完全保留住了,这让他还能够继续从事心爱的化学研究工作。后来,他把这段经历写成一篇短文发表,告诫化学专业的师生们,在实验室里无论任何时候都必须认真戴好防护镜,做好安全防护工作。
巴里和妻子妍结缡已经度过了五十五个春秋。说起巴里和妍的相遇,也还有一段故事:当巴里来到斯坦福大学攻读博士学位不久,有一次他去参加海滨沙滩聚会,在那里遇到了斯坦福二年级学生妍·杜依舍(Jan Dueser)小姐,妍当时是巴里的同寝室舍友瓦尔格林(Doug Walgren)的女朋友,妍在沙滩上玩球的优美身影令巴里忍不住夸奖了几句,她便请巴里帮她暂时保管一下腕上那块精美的手表,结果粗心的巴里不知把手表遗失在哪个沙堆里了。后来,两人堕入爱河,一年半后,在巴里24岁生日那天登记结婚,从此巴里就像一条航船,被锚定在幸福和成功的港湾。他们一起养育了一女二子,在孩子出生之前和长大离家之后,他们还养了几条狗,这些狗狗也是巴里实验室和课堂的常客。妍在斯坦福主修文学,文字功底十分了得,因此,巴里的文章和演讲稿中的有些精美遣词和神来之笔,其实常常是出自妍之手,就像前面提到的点击化学的click一词,也是妍和巴里一起构想敲定的。被巴里撬走女友的瓦尔格林,后来成为一名出色的政治家,出任宾夕法尼亚第18区的国会议员并连任七届,他和巴里夫妇保持着终生的友谊。2001年当得知巴里获得诺贝尔奖的喜讯时,瓦尔格林打电话到家中祝贺,恰好是妍接的电话,瓦尔格林和妍开玩笑说:当年我若是娶了你,也许我就当上美国总统了。
早在上世纪八十年代末期,巴里就到中科院上海有机化学研究所访问进行学术交流,从那以后,他的实验室就一直有中国学生学者在攻读博士学位或从事博士后研究,为中国的化学界培养了一批优秀人才。近年来,他在中科院上海有机化学研究所和上海科技大学又建立了实验室,每年都会在上海度过一段时间,他对中国科学家关爱有加,也十分赞赏上海的科研环境。2015年4月8日,巴里应邀来到药明康德做了题为“一个新的完美的点击反应:CuAAC 有了一个同胞兄弟”的科学报告,公司里的小伙伴们终于有机会亲眼见到这位有机化学大神,不对称催化合成中的三个夏普莱斯人名反应,已经是小伙伴们平日工作里频频用到的常用反应了。
学术界的许多大咖通常是出色的演说家,他们的学术报告往往图文并茂,演讲时丝丝入扣如行云流水,很令人享受。巴里却是另类的演讲者,他的报告经常是天马行空般地跳跃跨越,同时向多个方向拓展,而不是沿着一个逻辑主线推进,充分反映出他思维的非线性,因此,很多不熟悉他研究工作的人经常反映说听不懂。在他获得诺贝尔奖之后的一些学术会议报告中,很多听众慕名想来听听他讲不对称催化合成的神机妙算,结果听到的是点击化学中那些早已为化学家所熟知的简单明了,不免有些失望和迷茫。然而,当你深入理解了巴里研究工作中那些独到的洞见和思想,你就不禁会为其中的智慧和天才击节赞叹。
刚刚庆祝了八十岁生日的巴里,已经成为了化学界最受人尊敬的一棵常青树,他几乎获得了化学界和科学界的所有奖项,仅2001年那一年,就囊括了富兰克林奖章、沃尔夫化学奖和诺贝尔化学奖三个大项,2019年又获得了美国化学会的最高奖——普利斯特里奖章,实现了大满贯。大家现在关心的是:什么时候巴里能够因着点击化学再次摘取诺贝尔化学奖的桂冠?我们期待着这一天早日到来。
感谢中科院上海有机化学研究所董佳家研究员审阅本文并提出宝贵意见。
(2021年6月 写于上海)
本文经授权转载自微信公众号“药时代”,原标题为《黎健博士 | 分子海洋钓鲸鲲一一记诺贝尔化学奖得主夏普莱斯(K. Barry Sharpless)教授》。
举报/反馈
图说:夏普莱斯教授与另两位科学家分享了今年的诺贝尔化学奖 来源/诺奖官网
“就像不会有人再从技术层面来评价梅西的伟大,没有必要再从学术上来评价夏普莱斯教授了。”获悉巴里·夏普莱斯第二次摘得诺贝尔化学奖,上海交通大学转化医学院长聘教授董佳家第一时间在朋友圈转发了喜讯,并写下“热泪盈眶”。
2016年,夏普莱斯与中国科学院上海有机化学研究所签约设立实验室,董佳家彼时负责该实验室的管理与运转。“当时,夏普莱斯教授每年都会有一两个月的时间在上海度过,几乎都泡在实验室里。他指导学生时非常认真,思维跳跃性很大,跟上他的思路可不容易。”
在董佳家的印象里,这是位“眼里只有化学”的泰斗级科学家。和上海有机所的合作,是夏普莱斯主动提出的。有机所有着强有力的氟化学研究力量,而这正是发展点击化学不可或缺的。实验室也足够“给力”,成立仅一年,与夏普莱斯美国实验室合作完成的论文就登上了《自然·化学》杂志。2019年,董佳家为通讯作者的一篇论文入选当年《自然》十大杰出论文,“那年,我们发现了一个可预测的、模块化的合成平台。基于这一模块化的合成方式,能在短时间内对药物小分子或大分子砌块进行万次以上的改造,这将对药物先导分子的发现起到直接的作用。”董佳家介绍。
“在上海时,夏普莱斯教授住在一间宾馆里,条件一般,可他也不抱怨,他对物质条件一点儿也不在意。”董佳家回忆。
夏普莱斯教授曾在第二届世界顶尖科学家论坛上说,“如果有一天,因为点击化学再度获得诺奖,这是对我和中国同事一起工作的肯定。”想要表达的正是这段在上海的工作经历。
诺贝尔化学奖委员会主席约翰·克维斯特表示:“今年的化学奖授予了简化困难的过程——即使采取简单的方法也可以构建出功能分子。”正是夏普利斯开创了这一局面——大约在世纪之交,他提出了点击化学的概念,能通过小单元的拼接,来快速可靠地完成形形色色分子的化学合成。
资料图:第二届世界顶尖科学家论坛上,巴里·夏普莱斯在笔记本上记录 新民晚报记者 徐程 摄
“对于科学家来说,一辈子能获得一次诺奖已经很不容易了。在夏普莱斯教授之前,诺贝尔化学奖领域仅有蛋白质测序和 DNA 测序开创者弗雷德里克·桑格做到过。”董佳家说,“我最佩服的,是夏普莱斯教授放弃了让自己获得诺奖的成熟方向,转而开启了一个当时还不被人看好的新领域。”
在董佳家看来,夏普莱斯教授在2001年发表的点击化学的“开山之作”被引用超过1.5万余次,就是点击化学目前应用与发展的最好证明——在合成化学领域,超过2000次引用的论文已是凤毛麟角了。现在,点击化学已经成为最为有用和吸引人的合成理念之一,在药物开发和生物医用材料等的诸多领域中,为全人类作出了巨大贡献。
“夏普莱斯教授在第一次获得诺奖的颁奖典礼上介绍了点击化学。可以说,诺奖证书墨印未干,他就‘预告’了自己的第二次获奖。”董佳家打趣道,“那么今年,我们不妨听听他在诺奖颁奖典礼上会说些什么吧!”
新民晚报记者 郜阳
【相关阅读】诺贝尔化学奖诞生第8位女性得主,也迎来了“梅开二度”的他!
举报/反馈
2022年的诺贝尔化学奖于10月5日正式公布了,今年的诺贝尔化学奖被授予了卡罗琳·露丝·贝尔托西、摩顿·梅尔达尔和卡尔·巴里·夏普莱斯,以表彰他们在点击化学和生物正交化学上的贡献。其中,夏普莱斯是一个传奇的有机化学家,他的传奇体现在两点:第一,他是少有的两度诺贝尔化学奖的得主,今年是他第二次获诺贝尔化学奖;第二,他因为不遵守实验规范,在一次实验中炸瞎了自己的眼睛,并落下了终身残疾,成为了各大高校实验安全讲座上的“经典”反面案例。
夏普莱斯出生于1941年的美国,他从小就对化学表现出极高的天分,他从初中到大学的化学课程一直都是全校第一。夏普莱斯在初中由于对化学抱有极大热情,他的化学老师特别喜欢他,于是常常带着夏普莱斯在学校的化学实验室做实验。在一次宾夕法尼亚大学和他所在中学的联合活动中,夏普莱斯有幸进入了宾夕法尼亚大学参与科研工作,并在半年后发现了一种药物分子的全新合成路径。从此,夏普莱斯发表了人生的第一篇学术论文,而那一年夏普莱斯年仅15岁。
1963年,年仅22岁的夏普莱斯就以全校第一名的身份,进入了斯坦福大学进行博士深造,并获得了斯坦福大学的全额奖学金。
夏普莱斯第一次名声大噪是因为他在不对称催化领域的贡献。他开创性地发明了一种合成环状化合物的方法,这种方法解决了药物合成过程中,困扰人们几十年的问题。利用夏普莱斯创造的方法,药物学家成功合成了几十种关键性的创新药物,包括一系列治疗心脏病、癫痫等疾病的药物,这些药物直到现在仍在挽救成千上万人的性命。为了纪念夏普莱斯的贡献,学术界将夏普莱斯开创的合成方法以他的名字命名,取名为夏普莱斯不对称环氧化反应。
因为夏普莱斯在不对称催化上的杰出贡献,他在2001年便第一次斩获了诺贝尔化学奖。但那时的夏普莱斯已经60岁了,非常接近于退休年龄。对于一般人而言,在自己快要退休的时候拿到了诺贝尔化学奖,基本上可以算是功成身退,无欲无求了。但夏普莱斯可不是普通人!
即使年逾六十,夏普莱斯仍然老当益壮,他对化学的热情丝毫没有减退。在随后的不久,夏普莱斯又提出了点击化学的概念,这个重要的成果为他今年第二次获得诺奖奠定了坚实基础。关于什么是点击化学,我将在下一篇文章详细介绍,这里就不再赘述了。
点击化学将药物分子的合成难度急剧下降,原本需要四五十个步骤才能合成的药物分子,在点击化学的帮助下,仅仅需要几个步骤就可以完成。可想而知,夏普莱斯的点击化学自然在有机化学界、药物化学界刮起了一阵旋风。早在10年前,学术界就一直坚定地相信,夏普莱斯一定能凭借点击化学再一次获得诺贝尔奖。所以,夏普莱斯在81岁高龄再次获得诺贝尔化学奖,对于学术界的人而言,可以说是丝毫不意外。
夏普莱斯虽然学术成就很高,但却一直是各大高校实验安全教育的经典“反面”案例。他在一次化学实验中,为了更好地观察化学现象,将一根玻璃核磁管凑在了眼睛前近距离观察。但夏普莱斯完全没有遵守实验安全规范,在没有佩戴护目镜的情况下就裸眼观察。突然,意外出现了。这根玻璃核磁管突然发生了猛烈爆炸,飞溅的玻璃直接刺穿了夏普莱斯的右眼,导致夏普莱斯最终右眼失明,落下了终身残疾。
夏普莱斯每每回忆道自己的这段惨痛经历,都后悔不已。如果当时他按照实验安全规范,正确佩戴护目镜,一定不会导致这样严重的事故。诺贝尔奖得主的这段惨痛教训,自然就成为了各大高校新生实验安全课上必讲的案例,因此也被无数化学专业的同学熟知。
夏普莱斯与中国的关系非常好,疫情前夏普莱斯几乎每年都会到中国各大高校访问,也帮助中国培养了一大批有机化学人才。祝贺夏普莱斯再次登上诺贝尔化学奖的奖台!下一篇文章,我将单独介绍一下这次诺奖的成果,也就是什么是点击化学。
————
我是复旦博士科研小糖糖,关注我,了解更多生活新知、科普知识和科技资讯解读!
举报/反馈