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诺奖问答| 2022 年诺贝尔化学奖授予点击化学和生物正交化学，有哪些信息值得关注？******
相比起今年诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖的高冷，今年诺贝尔化学奖其实是相当接地气了。
你或身边人正在用的某些药物，很有可能就来自他们的贡献。
2022 年诺贝尔化学奖因「点击化学和生物正交化学」而共同授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西、丹麦化学家莫滕·梅尔达、美国化学家巴里·夏普莱斯（第5位两次获得诺贝尔奖的科学家）。
一、夏普莱斯：两次获得诺贝尔化学奖
2001年，巴里·夏普莱斯因为「手性催化氧化反应[1] [2] [3]」获得诺贝尔化学奖，对药物合成（以及香料等领域）做出了巨大贡献。
今年，他第二次获奖的「点击化学」，同样与药物合成有关。
1998年，已经是手性催化领军人物的夏普莱斯，发现了传统生物药物合成的一个弊端。
过去200年，人们主要在自然界植物、动物，以及微生物中能寻找能发挥药物作用的成分，然后尽可能地人工构建相同分子，以用作药物。
虽然相关药物的工业化，让现代医学取得了巨大的成功。然而随着所需分子越来越复杂，人工构建的难度也在指数级地上升。
虽然有的化学家，的确能够在实验室构造出令人惊叹的分子，但要实现工业化几乎不可能。
有机催化是一个复杂的过程，涉及到诸多的步骤。
任何一个步骤都可能产生或多或少的副产品。在实验过程中，必须不断耗费成本去去除这些副产品。
不仅成本高，这还是一个极其费时的过程，甚至最后可能还得不到理想的产物。
为了解决这些问题，夏普莱斯凭借过人智慧，提出了「点击化学（Click chemistry）」的概念[4]。
点击化学的确定也并非一蹴而就的，经过三年的沉淀，到了2001年，获得诺奖的这一年，夏普莱斯团队才完善了「点击化学」。
点击化学又被称为“链接化学”，实质上是通过链接各种小分子，来合成复杂的大分子。
夏普莱斯之所以有这样的构想，其实也是来自大自然的启发。
大自然就像一个有着神奇能力的化学家，它通过少数的单体小构件，合成丰富多样的复杂化合物。
大自然创造分子的多样性是远远超过人类的，她总是会用一些精巧的催化剂，利用复杂的反应完成合成过程，人类的技术比起来，实在是太粗糙简单了。
大自然的一些催化过程，人类几乎是不可能完成的。
一些药物研发，到了最后却破产了，恰恰是卡在了大自然设下的巨大陷阱中。
夏普莱斯不禁在想，既然大自然创造的难度，人类无法逾越，为什么不还给大自然，我们跳过这个步骤呢？
大自然有的是不需要从头构建C-C键，以及不需要重组起始材料和中间体。
在对大型化合物做加法时，这些C-C键的构建可能十分困难。但直接用大自然现有的，找到一个办法把它们拼接起来，同样可以构建复杂的化合物。
其实这种方法，就像搭积木或搭乐高一样，先组装好固定的模块（甚至点击化学可能不需要自己组装模块，直接用大自然现成的），然后再想一个方法把模块拼接起来。
诺贝尔平台给三位化学家的配图，可谓是形象生动[5] [6]：
夏普莱斯从碳-杂原子键上获得启发，构想出了碳-杂原子键（C-X-C）为基础的合成方法。
他的最终目标，是开发一套能不断扩展的模块，这些模块具有高选择性，在小型和大型应用中都能稳定可靠地工作。
「点击化学」的工作，建立在严格的实验标准上：
反应必须是模块化，应用范围广泛
具有非常高的产量
仅生成无害的副产品
反应有很强的立体选择性
反应条件简单(理想情况下，应该对氧气和水不敏感)
原料和试剂易于获得
不使用溶剂或在良性溶剂中进行(最好是水)，且容易移除
可简单分离，或者使用结晶或蒸馏等非色谱方法，且产物在生理条件下稳定
反应需高热力学驱动力（>84kJ/mol）
符合原子经济
夏尔普莱斯总结归纳了大量碳-杂原子，并在2002年的一篇论文[7]中指出，叠氮化物和炔烃之间的铜催化反应是能在水中进行的可靠反应，化学家可以利用这个反应，轻松地连接不同的分子。
他认为这个反应的潜力是巨大的，可在医药领域发挥巨大作用。
二、梅尔达尔：筛选可用药物
夏尔普莱斯的直觉是多么地敏锐，在他发表这篇论文的这一年，另外一位化学家在这方面有了关键性的发现。
他就是莫滕·梅尔达尔。
梅尔达尔在叠氮化物和炔烃反应的研究发现之前，其实与“点击化学”并没有直接的联系。他反而是一个在“传统”药物研发上，走得很深的一位科学家。
为了寻找潜在药物及相关方法，他构建了巨大的分子库，囊括了数十万种不同的化合物。
他日积月累地不断筛选，意图筛选出可用的药物。
在一次利用铜离子催化炔与酰基卤化物反应时，发生了意外，炔与酰基卤化物分子的错误端（叠氮）发生了反应，成了一个环状结构——三唑。
三唑是各类药品、染料，以及农业化学品关键成分的化学构件。过去的研发，生产三唑的过程中，总是会产生大量的副产品。而这个意外过程，在铜离子的控制下，竟然没有副产品产生。
2002年，梅尔达尔发表了相关论文。
夏尔普莱斯和梅尔达尔也正式在“点击化学”领域交汇，并促使铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应（Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition），成为了医药生物领域应用最为广泛的点击化学反应。
三、贝尔托齐西：把点击化学运用在人体内
不过，把点击化学进一步升华的却是美国科学家——卡罗琳·贝尔托西。
虽然诺奖三人平分，但不难发现，卡罗琳·贝尔托西排在首位，在“点击化学”构图中，她也在C位。
诺贝尔化学奖颁奖时，也提到，她把点击化学带到了一个新的维度。
她解决了一个十分关键的问题，把“点击化学”运用到人体之内，这个运用也完全超出创始人夏尔普莱斯意料之外的。
这便是所谓的生物正交反应，即活细胞化学修饰，在生物体内不干扰自身生化反应而进行的化学反应。
卡罗琳·贝尔托西打开生物正交反应这扇大门，其实最开始也和“点击化学”无关。
20世纪90年代，随着分子生物学的爆发式发展，基因和蛋白质地图的绘制正在全球范围内如火如荼地进行。
然而位于蛋白质和细胞表面，发挥着重要作用的聚糖，在当时却没有工具用来分析。
当时，卡罗琳·贝尔托西意图绘制一种能将免疫细胞吸引到淋巴结的聚糖图谱，但仅仅为了掌握多聚糖的功能就用了整整四年的时间。
后来，受到一位德国科学家的启发，她打算在聚糖上面添加可识别的化学手柄来识别它们的结构。
由于要在人体中反应且不影响人体，所以这种手柄必须对所有的东西都不敏感，不与细胞内的任何其他物质发生反应。
经过翻阅大量文献，卡罗琳·贝尔托西最终找到了最佳的化学手柄。
巧合是，这个最佳化学手柄，正是一种叠氮化物，点击化学的灵魂。通过叠氮化物把荧光物质与细胞聚糖结合起来，便可以很好地分析聚糖的结构。
虽然贝尔托西的研究成果已经是划时代的，但她依旧不满意，因为叠氮化物的反应速度很不够理想。
就在这时，她注意到了巴里·夏普莱斯和莫滕·梅尔达尔的点击化学反应。
她发现铜离子可以加快荧光物质的结合速度，但铜离子对生物体却有很大毒性，她必须想到一个没有铜离子参与，还能加快反应速度的方式。
大量翻阅文献后，贝尔托西惊讶地发现，早在1961年，就有研究发现当炔被强迫形成一个环状化学结构后，与叠氮化物便会以爆炸式地进行反应。
2004年，她正式确立无铜点击化学反应（又被称为应变促进叠氮-炔化物环加成），由此成为点击化学的重大里程碑事件。
贝尔托西不仅绘制了相应的细胞聚糖图谱，更是运用到了肿瘤领域。
在肿瘤的表面会形成聚糖，从而可以保护肿瘤不受免疫系统的伤害。贝尔托西团队利用生物正交反应，发明了一种专门针对肿瘤聚糖的药物。这种药物进入人体后，会靶向破坏肿瘤聚糖，从而激活人体免疫保护。
目前该药物正在晚期癌症病人身上进行临床试验。
不难发现，虽然「点击化学」和「生物正交化学」的翻译，看起来很晦涩难懂，但其实背后是很朴素的原理。一个是如同卡扣般的拼接，一个是可以直接在人体内的运用。
「 点击化学」和「生物正交化学」都还是一个很年轻的领域，或许对人类未来还有更加深远的影响。（宋云江）
参考
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2001/press-release/
Pfenninger, A. Asymmetric Epoxidation of Allylic Alcohols: The Sharpless Epoxidation[J]. Synthesis, 1986, 1986(02):89-116.
Rao A S . Addition Reactions with Formation of Carbon–Oxygen Bonds: (i) General Methods of Epoxidation - ScienceDirect[J]. Comprehensive Organic Synthesis, 1991, 7:357-387.
Kolb HC, Finn MG, Sharpless KB. Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions. Angew Chem Int Ed Engl. 2001 Jun 1;40(11):2004-2021.
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/popular-chemistryprize2022.pdf
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/advanced-chemistryprize2022.pdf
Demko ZP, Sharpless KB. A click chemistry approach to tetrazoles by Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition: synthesis of 5-acyltetrazoles from azides and acyl cyanides. Angew Chem Int Ed Engl. 2002 Jun 17;41(12):2113-6. PMID: 19746613.
【十年·中国观察】国潮俘获“Z世代”，中国人审美旨趣向内看******
中新社北京9月28日电 题：国潮俘获“Z世代”，中国人审美旨趣向内看
中新社记者 聂芝芯
曾经风光无两的国际知名运动品牌阿迪达斯在华业绩大幅下滑。其CEO近期坦言“犯了错”。
“如今的中国消费者，喜欢(产品)有一种‘中国的感觉’。”他说。
这种“中国的感觉”正在塑造一股被称为“国潮”的新风尚，风靡中国社会并传至海外。
运动品牌植入苏绣等中华美学元素后，摇身变为时尚青年抢购的潮品；六百岁故宫推陈出新，“朕的心意”月饼、宫廷色口红等文创精品刷爆年轻人朋友圈；“中国智造”产品，凭着过硬的质量和高颜值，收获一波波“铁粉”……
国货热销、国风流行、国潮涌动，以“中国元素”为内核的这股社会风尚，折射出中国人消费偏好之变；深一层看，背后更是“东方式”审美旨趣的回归。
资料图：2021年9月7日，北京，服贸会文旅服务专题展上的故宫角楼巧克力月饼吸引观众。中新社记者 易海菲 摄曾经，永久、回力等国货老牌子代表实惠耐用和一个时代的时髦；改革开放后，高档“洋气”的外国品牌涌入，人们以追逐“洋品牌”为荣。进入新世纪，本土品牌苦练内功、逐步崛起，国货消费热潮勃兴。
顺着时间轴看，中国人消费与审美可谓经历了从“看山是山，看水是水”，到“看山不是山，看水不是水”，及至“看山还是山，看水还是水”的再度回归和螺旋式上升。
从2011年到2021年，“国潮”相关搜索热度10年间上涨528%；中国消费者在网购平台每买10件商品，有超过7件是国货；近八成中国消费者偏爱国产品牌……大数据佐证了“国潮”热度。
陆续步入社会、作为新兴消费力量崛起的中国“Z世代”(通常指1995年至2009年出生的人)，正是国潮旋风的重要塑造力量。相关调查显示，“Z世代”对“中国红”元素产品情有独钟，国潮品牌与年轻人“双向奔赴”。
资料图：2020年8月1日，“大白兔冷饮店”主题展亮相成都。老字号国民品牌大白兔集中了五大主题IP装置，汇集童年经典记忆、国潮时髦元素、趣味互动和潮流消费于一体，吸引当地民众前来品味儿时味道。中新社记者 张浪 摄喜欢囤鞋的北京青年王悦发现，身边的朋友们，非耐克、阿迪达斯不买的人少了，穿李宁、安踏的多了。
旅居加拿大的程女士感叹，欧美化妆品代购“不像过去那么火了”，借社交平台推荐精致又平价的东方美妆，正成为中国女孩新时髦。
买国货、用国货、晒国货已成“Z世代”社交不可或缺的部分。熟悉新媒体、智能手机的这代人，既从社交平台获取灵感，更新对传统文化、东方美学的认知，也通过社交平台分享国潮消费体验，寻找“同好”与归属感。
“国货质量挺好的，设计具有中国风，能展现品味和个性”，代表了国潮青年的心声。这也折射出中国“Z世代”消费与审美的代际特点：不唯大牌，注重实用，同时兼顾颜值和文化内涵。
这正呼应了“国潮”趋势的灵魂——“国”，代表着中国元素、中国风格、中国审美等文化层面的内容。它不仅指印章、水墨这些中式符号，也指符号所传递的中国哲学与价值观。
资料图：2019年12月27日，众多古装爱好者在故宫博物院内拍照留念。中新社记者 杜洋 摄北京冬奥吉祥物冰墩墩荣登“国潮顶流”，在于这只大熊猫“很可爱也很中国”，传递出中国人待客的那份和气；中国留学生穿着国潮卫衣走在外国街头，感受方正汉字“独一份的潮范儿”；《洛神水赋》《只此青绿》等经典演绎，让现代人惊叹中华文化之大美……
原来，传统的东西不意味着“老土”，而是可以很青春、很时尚；也不意味着深藏在博物馆里，而是可以渗透进人们的日常。
弥散在衣、食、住、行、用、玩各个领域的国潮风尚，契合中国人渴望文化认同、审美共鸣的内在需求，也为中华文化、中华美学重新被发现、被激活提供了契机。
资料图：2022年1月12日，北京冬奥吉祥物“冰墩墩”“雪容融”亮相北京市朝阳区北辰路(北中轴路)，吸引路人拍照留影。中新社发 郭俊锋 摄2021年一份社会调查显示，70%以上的受访青年认为国潮增强了中国人对民族文化的自信心，并能通过国潮感受到传统的熏陶。
英国《金融时报》曾在报道中指出，外国品牌过去代表着优越的西方生活方式，但现在，中国消费者对China style(中国风)更有信心了。
曾经，中国人步履匆忙、不停追赶外面的世界；走过千山万水，愈加发现“外国的月亮不一定比中国的圆”，触动中国人心灵的诗意与浪漫，原来就在自身文化的母体之中。
被唤醒的东方式审美，滋养着国人，也带给世界新鲜感。自信优雅的“中国妆”受到亚洲女孩追捧，日本媒体预言“华流”即将席卷世界，外国“网红”对中国互联网产品爱不释手，欧美品牌“借用”国潮元素……正所谓，中国的，也是世界的。
“国潮”是什么？有人说，这不过是商业和消费现象；有人说，这关乎中国人的审美和文化；还有人说，这是国民心态的投射。
“国潮不仅是国货之潮，也是国力之潮，更是国运之潮。”清华大学文化创意发展研究院院长胡钰这样认为。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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