當?shù)貢r間10月5日，瑞典皇家科學院宣布，將2022年諾貝爾化學獎授予美國化學家卡羅琳·露絲·貝爾托西、卡爾·巴里·夏普利斯以及丹麥化學家莫頓·梅爾達爾，以表彰他們在“點擊化學和生物正交化學”方面所做出的貢獻。三位獲獎者將分享1000萬瑞典克朗（約合642萬人民幣）的獎金。
夏普利斯和梅爾達爾創(chuàng)造了“點擊化學”這一術語，為該領域的發(fā)展奠定了基礎。貝爾托西則將點擊化學帶入了一個新的維度，她命名了“生物正交化學”，開始使用點擊化學來繪制細胞。如今，生物正交反應正在幫助更有針對性的癌癥治療，以及其他許多應用。
據(jù)報道，這是81歲的夏普利斯第二次獲得諾貝爾化學獎，他也成為史上第五位兩度獲得諾獎的科學家。2001年，他“因在手性催化氧化反應領域的工作”獲得了諾貝爾獎。
卡爾·巴里·夏普利斯
從小夢想成為船長的醫(yī)學生
被有機化學“拐跑了”
夏普利斯1941年4月28日出生于美國賓夕法尼亞州費城，1968年獲得美國斯坦福大學博士學位，隨后在斯坦福大學和哈佛大學從事博士后研究，現(xiàn)為美國斯克利普斯研究所（The Scripps Research Institute）教授。1984年當選為美國藝術與科學院院士，1985年當選為美國國家科學院院士。
不同于一些從小立志于科學研究的“大佬”，小時候的夏普利斯并沒有料到自己會在化學界“發(fā)光發(fā)熱”，甚至在大學的最后一個學期，他還是一名醫(yī)學預科專業(yè)的學生。而在學業(yè)之外，對大海的熱愛驅使著他從小就夢想著成為一艘漁船的船長。
2001年12月8日，在獲得諾貝爾化學獎后巴里·夏普利斯曾在斯德哥爾摩大學瑞拉大講堂的演講上分享了小時候的夢想。他告訴臺下的聽眾，自己小時候最大的理想就是擁有屬于自己的漁船，可以出海釣上一條罕見的腔棘魚。
童年時的每個夏天，夏普利斯幾乎都是和家人在馬納斯寬河與新澤西海岸的交匯處度過，“在那里，我了解了生活，了解了我所好奇的一切�！遍L大后，他開始和叔叔丁克一起出海捕魚。他后來表示，在念書的大部分時間里，自己都做著“釣魚的白日夢”�！拔以趯W校（中學）沒學到多少東西，除了我需要做些什么才能拿到A，”他回憶道。
1959年秋天，夏普利斯作為一名醫(yī)學預科生，進入了達特茅斯學院就讀，很快就被有機化學深深吸引住了。大一的時候，他在一次滑雪事故中摔斷了腿，整個學期都拄著拐杖蹣跚地去圖書館學習有機化學�！拔也粌H喜歡它，還能記住一切。”他說，“我不認為他們會問出一個我回答不了的問題�！�
2001年，夏普利斯“因手性催化氧化反應領域的工作”獲得了諾貝爾化學獎
夏普利斯當時的化學教授湯姆·斯賓塞表示，“在135名本科生中，他是最優(yōu)秀的”。斯賓塞回憶道，在那個時代，化學試劑庫基本上對所有學生開放，對夏普利斯而言，化學品是無法抗拒的誘惑。
“像我這樣的人，一旦進入實驗室，我們就會真正墜入愛河，”夏普利則回憶道。“我記住了試劑庫里所有化學藥品的氣味。”但盡管如此，在本科就讀期間，夏普利斯從未將暑假時光耗在達特茅斯的實驗室里�！拔腋矚g釣魚，”他坦言道。
在看到夏普利斯在化學方面的天賦，斯賓塞開始鼓勵他攻讀化學領域的研究生學位。“有一天他父親打電話給我說，‘你對這孩子做了什么？’”斯賓塞回憶道。在這位父親眼中，夏普利斯會在畢業(yè)后繼承自己外科醫(yī)生的事業(yè)。
本科畢業(yè)后，夏普利斯進入了斯坦福大學攻讀研究生，隨后又在該校攻讀有機金屬化學的博士后。但對他而言，在斯坦福期間對人生最有影響力的一件事，是在一次海灘派對上遇到了妻子簡·杜依舍。在一次采訪中，夏普利斯將自己的成就歸功于妻子。他透露，很多以巴里·夏普利斯署名的文章，比如他的諾貝爾獎自傳，以及描述他在一次爆炸中失去一只眼睛的故事，實際上都是簡·夏普利斯寫的。甚至“點擊化學”的“點擊（click）”一詞，也是簡和他一起構想敲定的。
“古怪”、“非常規(guī)”
“失去一只眼睛”也不能阻擋其化學事業(yè)
這位“泰斗”在化學界廣為人知的一個故事，是在1970年一場事故中“失去了”一只眼睛。1970年，夏普利斯開始在麻省理工學院擔任助理教授后不久，便在一次實驗中發(fā)生了不幸。
一天深夜，當他準備離開實驗室回家時，正好停下來檢查一個研究生的工作情況。當他把用火焰密封的核磁共振管舉到燈光下時，裝有液氧的試管瞬間爆炸。由于來不及躲開，夏普利斯的眼角膜被玻璃割傷，眼球也被部分刺破。
接下來的兩周，蒙著雙眼的夏普利斯只能在醫(yī)院里度過，“疼痛是可怕的，但我的恐懼更大，”他回憶道。如果不幸得了交感性眼炎，他的雙眼很可能將同時受到創(chuàng)傷。盡管夏普萊斯受傷的眼睛視力再也沒能恢復，但能完整保留另外一只眼睛的視力已經(jīng)讓他喜出望外了。
夏普利斯和妻子簡
后來，夏普利斯將這段經(jīng)歷寫成一篇文章與大家分享。他表示，這起事故的教訓很明顯：“在實驗室里，永遠都沒有借口不認真佩戴好安全防護鏡�！�
不過，失去一只眼睛，并不能阻擋夏普利斯對化學的熱愛。在他的朋友、學生和同事眼中，“古怪”、“非常規(guī)”、“與眾不同”這樣的形容詞不足以形容這位化學狂人，他們最終得出的描述是他“像一個分子一樣思考”。這句短語似乎源于夏普利斯本人，在他教授本科生有機化學的時候，他曾建議學生們這么做。
夏普利斯曾在采訪中承認，“他的思路不一定是線性的”�！拔彝ǔ２换卮饐栴}，”他說道，“我不會用完整的句子說話，而且我在寫作上花了很多時間。”
兩度獲得諾獎的化學“泰斗”
為推動中國化學界和國際合作做出重要貢獻
在夏普利斯的科學貢獻中，最廣為人知的是以其名字命名的三個化學反應：即催化不對稱環(huán)氧化反應、二羥基化反應和氨羥化反應。
2001年，憑借在手性催化氧化反應方面的卓越貢獻，夏普利斯和美國科學家威廉·諾爾斯、日本科學家野依良治一起獲得該年度的諾貝爾化學獎。諾爾斯與野依良分享諾貝爾化學獎一半的獎金，夏普利斯獲得另一半。同年，夏普利斯還獲得了富蘭克林獎章和沃爾夫化學獎。
而這次令他再度斬獲諾貝爾獎的“點擊化學”，則是夏普利斯于1998年初步提出并在其后逐步完善的一個合成概念，其核心理念是：合成化學要以分子功能為導向，通過小單元的簡便拼接，快速可靠地完成各種各樣分子的化學合成。
基于點擊化學的概念，夏普利斯的團隊分別在2002年、2014年發(fā)現(xiàn)了兩個最具代表性的反應：一價銅催化的疊氮化物-端炔烴環(huán)加成反應（CuAAC）和六價硫氟交換反應（SuFEx）。點擊化學也很快成為了藥物開發(fā)、分子生物學等諸多領域中最為有用和引人注目的合成理念之一，極大地促進了材料化學、化學生物學、藥物化學、超分子化學等領域的發(fā)展。
當?shù)貢r間10月5日，瑞典皇家科學院宣布，將2022年諾貝爾化學獎授予美國化學家卡羅琳·露絲·貝爾托西、卡爾·巴里·夏普利斯以及丹麥化學家莫頓·梅爾達爾，以表彰他們在“點擊化學和生物正交化學”方面所做出的貢獻
由于夏普利斯在不對稱催化、特別是點擊化學方面的突出貢獻，2019年度美國化學會授予普里斯特利獎章，該獎章是美國化學學會所授予的最高榮譽。在獲得普利斯特利后，夏普利斯表示：“我只是一個化學家，我的一生都在努力讓化學家能做得更好。”
根據(jù)中科院官網(wǎng)信息，除了任美國斯克利普斯研究所教授外，夏普利斯還是中科院上海有機化學研究所特聘教授。三十多年來，夏普利斯與中國科學家保持著密切的交流，與中國高校和科研院所保持著深入的合作，一直關注和支持中國化學事業(yè)的發(fā)展，與幾代中國有機化學家建立了深厚的友誼。
自2016年以來，夏普利斯教授與中國科學院上海有機化學研究所簽署了特聘教授協(xié)議，并建立了獨立的“點擊化學”實驗室，開展獨具特色的有機氟點擊化學研究。短短三年時間，其團隊已在疊氮分子快速合成方面取得了突破性的進展。鑒于夏普利斯為推動中國化學界和國際的合作所做出的重要貢獻，2017年被授予 “中國化學會榮譽會士”稱號。
紅星新聞記者 徐緩
編輯 肖子琦 責任編輯 魏孔明
延伸閱讀
今年的諾貝爾化學獎牛在哪？專家：為癌癥和新冠藥物研發(fā)開辟道路
2022年諾貝爾化學獎獲得者名單出爐后，極目新聞記者聯(lián)系到武漢大學化學與分子科學學院教授李振，請他為大家解讀今年的諾貝爾化學獎為何頒給“點擊化學”，這一領域對大眾生活有何影響和貢獻。
極目新聞：什么叫“點擊化學”？
李振教授：正常情況下，兩個不同種類的分子，不好發(fā)生反應，不好連接在一起。但隨著點擊化學概念的提出，一種中介物質堪稱化學反應界的金牌媒婆，能夠讓兩個“趣味不相投”的分子非常容易結合在一起，而且這個中介物質不會被結合在新的分子當中，不當“電燈泡”摻和兩口子的小日子。最關鍵的是，這個結合反應迅速，條件溫和，適用于多種環(huán)境。
諾貝爾化學獎頒發(fā)給點擊化學和生物正交化學研究（圖片來源：諾貝爾獎官網(wǎng)））
極目新聞：今年獲獎的“點擊化學和生物正交化學”領域對大眾生活有什么影響和貢獻？
李振教授：點擊化學和生物正交化學的研究實際上早就被應用到了我們的日常生活中，包括在光電功能分子材料的構筑、新藥的研發(fā)等等，因其簡單、高效的特性大大降低了成本、提高了研發(fā)速度。
該領域的獲獎能夠進一步加強人們對其的了解和認識，有助于促進其繼續(xù)發(fā)展。
極目新聞：2022年諾貝爾化學獎由三位科學家共享，他們在領域內各自有什么貢獻？
李振教授：點擊化學是化學家夏普利斯在2001年引入的一個合成概念。實際上，在2001年的時候，夏普利斯就因手性催化反應的研究榮獲過一次諾貝爾化學獎。20世紀，在歐洲發(fā)生過妊娠婦女服用沒有經(jīng)過拆分的消旋體藥物作為鎮(zhèn)痛藥或止咳藥，而導致大量胚胎畸形的反應停慘劇，使人們認識到將消旋體藥物拆分的重要性。夏普利斯針對這個案例，進行深入研究，使用一種對映體試劑或催化劑，把分子中沒有作用的一部分剔除，只利用有效用的一部分，就像分開人的左右手一樣，分開左旋和右旋體，再把有效的對映體作為新的藥物，開創(chuàng)了催化不對稱氧化反應地研究，極大地促進了用藥的安全性。
2002年夏普利斯和梅爾達爾課題組各自獨立報道了Cu(I)催化下改進的Huisgen反應，改進后的反應可以在更溫和條件下得到1,4-加成的單一產物，機理上也不再屬于真正的協(xié)同周環(huán)過程，因此更常被稱作Copper(I)-catalyzed Azide-Alkyne Cycloaddition (CuAAC)，成為“點擊反應”的經(jīng)典代表。
羅琳·貝爾托西則是開拓生物正交化學這一領域，使研究者得以在不干擾生物系統(tǒng)的情況下觀察生物體內的生物化學反應，從而一窺與包括癌癥在內的多種疾病相關的細胞過程。她的開創(chuàng)性工作為與癌癥、炎癥、細菌感染、肺結核以及COVID-19相關的基礎藥物發(fā)現(xiàn)和靶向治療開辟了道路。
極目新聞：作為化學領域的專家學者，您為什么關注諾貝爾化學獎？
李振教授：諾貝爾化學獎作為化學領域的最高獎項，一直是備受人們的關注。每一屆的諾貝爾化學獎都代表了化學領域的一座豐碑，而在這座豐碑上書寫的不僅是獲獎者的功勛事跡，還有他們的科學理念。
縱觀歷年諾貝爾化學獎，我們不難發(fā)現(xiàn)這些研究大多是從社會的實際需求出發(fā)，包括前面提到的夏普利斯針對手性雜質在藥物中的潛在危害性開創(chuàng)不對稱催化，并最終成功解決了一些實際問題。這其實和我們國家目前提倡的在基礎研究的過程中應與實際應用相結合，以基礎研究的底蘊支撐應用研究創(chuàng)新，以應用研究的活力促進基礎研究深化這一理念不謀而合。通過對諾貝爾獎獲得者的學習，不僅能夠有效地促進我們對于創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，而且促使我們科研工作者找準自己的前進方向。
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