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像玩积木一样“玩转”化学!2022年诺贝尔化学奖解读

时间:2022-10-05 20:45:46 | 来源:科技日报

◎科技日报记者 刘霞

当地时间10月5日,瑞典皇家科学院宣布,美国科学家卡罗琳·贝尔托西、丹麦科学家摩顿·P·梅尔达尔、美国科学家卡尔·巴里·夏普利斯荣膺2022年诺贝尔化学奖,以表彰他们在点击化学和生物正交化学领域作出的贡献。

图片来源:诺贝尔奖官网图片来源:诺贝尔奖官网

诺贝尔奖委员会解释称,今年的诺贝尔化学奖授予了一种简化困难的过程!

夏普利斯和梅尔达尔为化学的功能形式——点击化学奠定了基础。利用点击化学方法,构建分子的模块可以像搭扣一样“click”(咔嗒)一声,快速有效地耦合在一起。贝尔托西则将点击化学带入了一个新的维度,并开始将其应用于生物体。

图片来源:诺贝尔奖官网图片来源:诺贝尔奖官网

长期以来,化学家们一直渴望构建出越来越复杂的分子。在药学研究领域,这通常涉及到对具有药用性质的天然分子进行人工再造。科学家们殚精竭虑的研究催生出了很多令人惊叹的分子结构,但构建过程耗时长,而且生产成本很高。

诺贝尔化学奖委员会主席约翰·克维斯特说:“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。”

夏普利斯开创了这一局面。大约在2000年,他提出了点击化学的概念,这是一种简单可靠的化学形式,反应迅速,而且避免了不必要的副产品。

不久之后,梅尔达尔和夏普利斯分别介绍了现在点击化学领域“王冠上的宝石”:铜催化末端炔烃与叠氮化物的环加成反应。这是一种优雅而高效的化学反应,目前已被广泛应用于多个领域:药物开发、绘制DNA图谱以及创建用途更广的新材料。

贝尔托西则将点击化学提升到新的水平。为了在细胞表面绘制重要但难以捉摸的生物分子——聚糖,她开发了在生物体内起作用的点击反应,这一生物正交反应不会破坏细胞的正常化学反应。

这些反应现在被全球各地的科学家们用于探索细胞和跟踪生物过程。比如,利用生物正交反应,研究人员改进了癌症药物的靶向性,目前正在临床试验中开展相关测试。

点击化学和生物正交反应将化学带入了功能主义时代,这给人类带来了巨大的利益和福祉。

值得一提的是,这也是夏普利斯在2001年因手性催化氧化反应获诺贝尔化学奖以来,第二次摘得诺贝尔化学奖的桂冠。

来源:科技日报

编辑:张琦琪

审核:朱丽

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