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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.
“气候传播与公众意识”边会在联合国卡托维茨气候大会上举行******
中国气候变化事务特别代表解振华出席中新社等主办的“气候传播与公众意识”主题边会并致辞。俞岚 摄
中新网波兰卡托维兹12月8日电 当地时间7日，来自不同国家的政界、业界和学界人士在联合国卡托维兹气候大会中国角“气候传播与公众意识”边会上围绕气候变化与气候传播、传播干预低碳消费、电影艺术与气候传播等议题各抒己见，并展开了热烈讨论。
此次边会由中国新闻社与中国国家气候战略中心、中国人民大学联合主办，是今年卡托维兹气候大会“中国角”系列主题边会之一。中国新闻社已连续第六年在联合国气候大会期间举办该主题边会。本次边会由国家气候战略中心综合部副主任张志强和中新社德国分社首席记者彭大伟主持。
中国政府气候谈判代表团团长、中国气候变化事务特别代表解振华出席边会并致辞。解振华表示，中国政府高度重视气候变化的传播工作。近年来，中国在提升公众意识等方面开展了很多工作，越来越多地方各级政府、企业、社区和媒体通过多种形式扩大了气候变化的影响力，提升了公众的低碳发展意识。
解振华指出，中国的低碳发展之路任重而道远，气候传播和公众参与还需要从四方面进一步加强，即抓住气候变化的大方向、拓展公众参与的机制设计、将意识转换为实际行动、加强国际合作。
嘉宾出席中新社等主办的“气候传播与公众意识”主题边会讨论环节。陈溯 摄中新社编委、经济部主任俞岚在致辞时表示，当前，全球政治经济格局和全球气候治理都面临很多不确定性。作为媒体人，我们比以往更加迫切地需要向公众讲好气候故事，鼓励更多人自觉加入到应对气候变化的行动中。她认为，在新的数字化时代，媒体在应对气候变化中的角色和定位也要与时俱进，首要担当是倡导气候变化共识，首要任务是提升公共意义和愿景，首要主张是强化技术驱动，最终目标是让全球气候治理更有效率，促进绿色低碳转型。
在主旨发言环节，中国人民大学新闻学院教授、广西大学新闻传播学院院长郑保卫表示，面对新领域、新课题、新挑战，各方应共同努力，将气候传播与健康传播整合起来，融为一体，向着建设美丽中国和健康中国的宏伟目标阔步前进。
张志强介绍了气候传播干预低碳消费的领域和路径。他表示，交通、建筑、日常行为、衣着和饮食是碳排放的主要领域，在宏观层面可通过政策、法规、标准等进行间接干预，微观领域则可通过广告、影视等实施直接干预。同时，青少年则是低碳消费的潜在群体。
IPCC核心专家、印度地球政策中心(TERRE Policy Centre)主席拉杰德拉·山地(Rajendra Shende)介绍了印度和中国在智能生态校园领域的合作实践。
绿色和平波兰分部媒体办公室负责人Katarzyna Guzek援引民调结果指出，与五年前华沙气候大会时“大家都不理解可再生能源理念”相比，如今波兰民众对可再生能源的支持度有了大幅提升，69%的人支持在2030年前彻底退出煤炭能源。她表示，在气候传播的过程中，讲述那些受到影响的普通人和社区的故事是最为有效的，“气候变化不是数字，而是人类正在经历的悲剧”。
绿色金融近年来在中国和世界各国蔚然成风。国际金融论坛副秘书长兼绿色发展中心主任孙轶颋介绍了如何通过金融手段提高公众气候意识，践行可持续消费。爱丁堡大学商学院商业与气候变化中心联合主任梁希探讨了气候金融与投资者交流的前沿问题。
电影艺术与气候传播同样是当天边会探讨的主题。来自世界银行气候变化项目的Kaia Rose以该项目开展的Climate Countdown影视项目为例介绍如何在年轻人当中推广传播气候意识。英国TVE电视公司项目与合作负责人Nick Rance介绍了该公司与UNFCCC合作开展的2018年全球青年气候变化视频竞赛等案例。深圳航都文化产业投资有限公司董事长陈素平则介绍了通过中国(深圳)国际气候影视大会讲述中国故事的历程。
中新社编委、经济部主任俞岚在中新社等联合主办的“气候传播与公众意识”主题边会上致辞。陈溯 摄北京第二外国语学院附属中学校长付晓洁介绍了针对中学生气候与低碳传播意识的调查研究情况。
在边会讨论环节，美国能源基金会传播项目总监荆卉、清华大学气候变化与可持续发展研究院项目主管王彬彬、绿色和平中国分部传播主任关司琪、广西大学新闻学院气候与健康传播中心副主任覃哲等共同讨论了如何将气候意识落实为气候行动、中国媒体报道气候议题的热点话题等议题。(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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