有時候，簡單的答案就是最好的。

Barry Sharpless和Morten Meldal因他們將化學(xué)帶入了功能主義時代，奠定了點擊化學(xué)的基礎(chǔ)，而被授予 2022 年諾貝爾化學(xué)獎。共同分享了今年的這一獎項的還有Carolyn Bertozzi，她將點擊化學(xué)帶入了一個新的維度，并開始使用它來繪制細(xì)胞。她的生物正交反應(yīng)為現(xiàn)在的更有針對性的癌癥治療、以及其他許多應(yīng)用做出了貢獻(xiàn)。

簡單且直白的問題

自現(xiàn)代化學(xué)于 18 世紀(jì)誕生以來，許多化學(xué)家都以自然為榜樣，希望能夠人工創(chuàng)造出在植物、微生物和動物中發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)。構(gòu)建越來越復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)也成了化學(xué)家們長久以來的愿望。

對天然分子的模仿也常常是藥物研究的一個重要部分，并且因此產(chǎn)生了許多極其出色的分子結(jié)構(gòu)。但這樣的產(chǎn)出往往非常耗時且代價高昂。因為復(fù)雜分子的構(gòu)建需要經(jīng)過許多步驟，每一步都會多多少少產(chǎn)生一些不必要的副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物都需要被清除，從而造成非常大的材料損失。

2022 年諾貝爾化學(xué)獎就是關(guān)于尋找新的化學(xué)理想，并讓簡單性和功能性獲得優(yōu)先權(quán)。諾貝爾化學(xué)委員會主席Johan Åqvist說：" 今年的化學(xué)獎所研究的，并非是那些過于復(fù)雜的問題，而是簡單且直白的問題。那些功能分子甚至可以通過一條直接的路線來構(gòu)建。"

事實上，這是 Sharpless 獲得的第二個諾貝爾化學(xué)獎（是第五位兩次榮獲諾獎的科學(xué)家）。大約在 2000 年，他創(chuàng)造了 " 點擊化學(xué) " 的概念，這是一種簡單而可靠的化學(xué)，在這種化學(xué)中，化學(xué)反應(yīng)發(fā)生迅速，且能避免產(chǎn)生不必要的副產(chǎn)物。

不久之后，Meldal 和 Sharpless 各自獨立地發(fā)展出了對現(xiàn)在的點擊化學(xué)來說最寶貴的明珠——銅催化疊氮 - 炔環(huán)加成。這是一種巧妙而高效的化學(xué)反應(yīng)，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛使用。它的眾多用途包括用于制藥的開發(fā)、DNA 的繪制，以及創(chuàng)造更具有目標(biāo)用途的材料。

當(dāng)加入銅離子時，疊氮化物和炔的反應(yīng)非常高效。這個反應(yīng)將分子以一種簡單的方式連接在一起，如今被廣泛使用。

將點擊化學(xué)帶入新維度

Bertozzi 則將點擊化學(xué)提升到了一個新的高度。為了繪制那些細(xì)胞表面的重要但又難以理解的生物分子——聚糖——的圖譜，她開發(fā)了能在生物體內(nèi)運作的點擊反應(yīng)。她的生物正交反應(yīng)可以在不破壞細(xì)胞的正常化學(xué)反應(yīng)的情況下發(fā)生。

這些反應(yīng)現(xiàn)在在全球范圍內(nèi)被用于探索細(xì)胞和追蹤生物過程。利用生物正交反應(yīng)，科學(xué)家改進(jìn)了抗癌藥物的靶向性，現(xiàn)在這些藥物已經(jīng)投入了臨床試驗。

生物正交化學(xué)照亮了細(xì)胞。

點擊化學(xué)和生物正交反應(yīng)將化學(xué)帶入了功能主義時代。為人類帶來最大的福音。