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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.
西施故里的新“浪漫”事业******
西施故里的新“浪漫”事业——欧美同学会海归小镇助力 经济强县奔赴空天发展路
【《中国新闻》报记者 李腾飞 报道】“龙楼镇外紫贝东，不是将军是书生。百尺箭，万钧弓，云霄欲上第五重。”1月3日，在诸暨举行的2023航空航天与智能视觉产业高质量发展大会(简称发展大会)上，贾阳分享了他在执行天问一号火星探索器发射任务时写下的诗篇。
身为天问一号火星探测器副总设计师，贾阳认为自己的事业是浪漫的。他把演讲题目定为《浪漫的祝融》，并在最后说道，“如果在座各位听完演讲，能记住一个中心词的话，我希望不是祝融，而是浪漫”。
如今，中国航天人的浪漫正在诸暨续写。在此次大会上，欧美同学会海归小镇(诸暨·空天装备)正式揭牌，这座美丽的越国古都西施故里之城，找到了一把能将人才资源转化为产业实力的钥匙，瞄准浩瀚星辰，全面开启一份新“浪漫”事业，探索县域经济的高质量发展之路。
在诸暨浣江实验室里展出的微纳卫星模型。(《中国新闻》报记者 李腾飞 摄)产业转型 “珍珠名城”“袜业之都”走向太空
一条凰桐江穿越而过，在滨水景观带两侧，分别布局科创云谷、航空航天产业园、智能视觉产业园、未来小镇四个片区。“正如凰桐江的名字，我们希望栽好海归小镇这棵梧桐树，吸引来自全球的海归人才。”对于欧美同学会海归小镇(诸暨·空天装备)的规划设计，诸暨市政府相关项目负责人说出这样的愿景。
西施故里、东白山水、枫桥小天竺……拥有2000多年建城史的诸暨，始终保持着一股浪漫的地域气质。改革开放之后，诸暨的经济产业也紧跟时代潮流，这座曾经人口不到三万的小镇，经过一代又一代人的努力，变身成拥有百万人口的珍珠名城、袜业之都。
“诸暨地处环杭州都市圈，地理位置优越，2021年GDP已经超过1500亿元，县域经济综合竞争力跻身全国十强。”海归小镇评审专家、欧美同学会粤港澳大湾区研究中心主任李志坚表示，虽然当地珍珠、袜业等传统产业领跑全国，但在中国经济转向高质量发展的大背景下，诸暨仍然面临产业转型的压力，提前布局战略新兴产业，是这个经济强县迈出的重要一步。
近年来，航空航天产业、智能视觉产业已成为诸暨市重点突破的战略性新兴产业。数据显示，目前全市涉及航空航天配套企业有31家，2022年总产值达到35.5亿元。诸暨市智能视觉平台于入选浙江省第四批“万亩千亿”新产业平台培育名单。
此次，作为“10+2”之一的欧美同学会海归小镇落户诸暨科技城，在产业规划上也明确以航空航天为主导、智能视觉为特色的“1+1”产业体系，构建形成以高端无人机、空天信息产业链为主导，航空航天关联制造、智能视觉终端产品为特色，航空航天开放合作科技服务为支撑的产业发展格局。
李志坚认为，如果能利用好海归小镇这个新型产业平台，将有利于诸暨推进经济发展新旧动能的进一步转换。
创业礼、安家礼……诸暨派大礼汇聚海归力量
新年伊始，对于浙江紫明低温科技有限公司(简称紫明科技)来说，一幅前景光明的发展蓝图正在展开。
在发展大会开幕式上，2022诸暨市海内外高层次人才创新创业大赛总决赛颁奖及落地项目正式签约，10个涵盖航空航天、智能视觉等领域的优质项目落地欧美同学会海归小镇，紫明科技便是其中一员。
据悉，此次落地诸暨的获奖项目人才可获得最高2600万元的“创业礼”、最高6500万元的“赋能礼”以及包括500万元购房补贴、100万元安家补贴等在内的3个“贴心安家礼”。
凭借氢阀和低温制冷装备项目获奖的紫明科技，拥有一批国内名校大学生和海归学子，掌握低温制冷核心技术，赢得了海内外众多大型企业和科研机构的认可。
浙江大学能源工程学院博士生导师、紫明科技创始人孙大明介绍，公司计划投资10.2亿元，并将总部从杭州搬迁至诸暨，6000平方米的厂房正在装修中，“之后我们计划在科技城购入土地100亩，投产后预计年产值可达5亿元”。
凭借丰厚的引才政策，诸暨正以强大的磁力吸引越来越多的高端人才、科研院所和优质企业落户。
目前，诸暨市政府已与浙江大学签约，投资近10亿元合作建设浣江实验室，主要在微纳卫星、先进飞行器等六大方面进行研究。中俄(诸暨)国际实验室也已于去年12月挂牌，依托西安交大、上海交大、俄方高校及研究机构等专家资源，实验室开展材料创新研究，为电力能源、交通运输、生物医药等领域的产业升级和发展提供技术支撑。
此外，作为发掘优质海外人才资源的创新举措，诸暨市欧美同学会建立海外联络站，进一步拓宽海外人才工作渠道；诸暨海归小镇人才管理改革试验区则将通过一系列扶持政策，探索人才引领创新、创新驱动发展的新路子。
诸暨科技城建设管理办公室有关负责人表示，“我们将持续放大欧美同学会的集聚效应，打造海归人才创新创业集聚区、‘杭绍同城’科创智造示范区、经济高质量发展实践引领区”。
优质营商环境给力 “西施星”可期
回想起从2018年创业至今的经历，浙江千从系统技术有限公司董事长张宝川说得很直接，“我们在诸暨的发展，算得上是如鱼得水”。
作为一家从事AI安防产业的本地企业，张宝川在发展大会上极力推荐诸暨良好的营商环境，“这不仅体现在丰厚的产业扶植政策，更体现在企业经营每个节点上的细致入微服务”。
张宝川举例说，AI智能硬件涉及庞杂算法，“目前公司的算法模型有100多种，自研的只有30多种，剩余的几乎都是靠政府牵线和科研院校、海外高端人才合作对接，实现算法的快速落地，做到成本最优、效率最高”。
长期以来，尊商、亲商、安商、富商一直是诸暨的优良传统。2022年，其政务环境评价总指数位居浙江省第二位，是福布斯中国大陆最佳商业城市、长三角最具投资价值县市之一。
“有资金、有技术、有人才、还有优质的营商环境。”李志坚认为，依靠经济和制度优势，诸暨持续积蓄科研力量，吸引海内外人才，建立产业孵化平台，这些举措为欧美同学会海归小镇(诸暨·空天装备)奠定坚实的发展基础。
从天宫成家到北斗组网；从祝融巡火再到羲和探日……中国航天人用浪漫情怀让神话走进现实。未来，航天产业要想继续降低成本、走向大众，需要更多民间力量参与。欧美同学会在诸暨搭建的海归小镇空天装备产业平台，为这种趋势提供了更多可能性。
“我们的目标是用人工智能指挥上百颗中国天文卫星星座探索宇宙。”正如“慧眼卫星”首席科学家、中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南在发展大会上谈到他的智能猎人星座计划，“我特别希望有大学、科研单位、地方和企业能出资来冠名卫星，更希望有一颗‘西施星’能够作为猎人星座里面领头项目之一，在太空为中国人仰望星空、探索宇宙”。(完)(《中国新闻》报)
（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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