你好,这里是百利留学声,我是为你带来100位诺奖得主传奇故事的Yoyo老师。今天我要为你解读的是2022年诺贝尔化学奖。上个月月初,2022年诺贝尔化学奖得主刚刚公布,就在社交媒体上引起了广泛的关注。这届诺贝尔化学奖的得主个性鲜明,每个人都有自己独特的成长故事,比如玩摇滚的卡罗琳•贝尔托西,还有二次获奖的卡尔•夏普莱斯。但是比起获奖者本人,他们所研究的点击化学和生物正交化学更是令人瞩目,因为这是“将化学带入了功能主义时代”的标志性成果。那么今天我们就来一起了解一下这个“简化困难”的化学研究领域吧。
如果你坐过飞机,一定对飞机座位上两点式的安全带有印象。每次起飞前我们都会将安全带的两头对准,然后“咔哒(click)”一声扣在一起。“点击化学”,顾名思义,就是和系安全带一样,用小的化学搭扣链接不同的分子构建模块,这样分子构建模块就可以通过化学搭扣轻松地扣在一起,迅速形成连接,从而组成更复杂、更多变的分子。点击化学这个概念是由夏普莱斯在2000年前后提出的,不久之后,另一位获奖者摩顿•梅尔达尔就和夏普莱斯相互独立地发现了铜催化叠氮化物-炔烃环加成反应,这一发现也被誉为点击化学王冠上的明珠。
什么是“铜催化叠氮化物-炔烃环加成反应”呢?这个被科学家们称为优雅高效的反应,就是在铜离子在场的情况下,在一个分子中引入叠氮化物,另一个中引入炔烃便可以成功地连接两个不同的分子。有趣的是,任教于哥本哈根大学的梅尔达尔,当时是因为正在做一个实验,而实验出了差错,才阴差阳错地发现了最理想的点击化学反应,这个故事听起来是不是和青霉素的发现异曲同工呢。
目前,梅尔达尔和夏普莱斯发现的化学反应已经被广泛应用。它成功地解决了长期以来化学家们想要构建复杂的分子,却苦于此事耗时耗力并且生产成本很高的痛点。可以说点击化学的发明对于药物研发、绘制DNA图谱和构建特殊材料等等都有着重大的意义,点击化学也因此成为了有机化学界应用最广泛的化学反应之一,影响力空前绝后。另一位获奖者贝尔托西则首次将点击化学应用在生物体中,带领点击化学进入了一个新的维度。
贝尔托西创造了“生物正交反应”这个概念,什么是生物正交反应呢?就是在生物体内使用点击化学反应在细胞表面绘制重要的生物分子聚糖,但是不会破坏细胞的正常化学反应。听起来,这就好像是在邻居家的屋顶上用榫卯结构做木工,却不能影响到邻居一家人的正常生活一样,难度又高又刺激。这个研究领域就和贝尔托西本人的个性一样,有趣、丰富、脑洞大开。
明天的留学声节目,我将为你带来卡罗琳•贝尔托西的成长故事,不要忘记下载百利天下教育APP,持续收听哦!感谢你的聆听,我们明天见!