文汇报记者 许琦敏

昨天【10-5】，瑞典皇家科学院宣布，将2022年诺贝尔化学奖授予美国科学家卡罗琳·贝尔托齐、卡尔·巴里·夏普利斯和丹麦科学家莫滕·梅尔达尔，以表彰他们在发展点击化学和生物正交化学方面的贡献。

三位科学家通过各自的研究，创造出了简单而有用的方法，将化学从复杂的分子结构中解脱出来，进入了化学反应的功能性时代，从而为人类创造新物质推开一扇方便之门。

优雅、聪明、新颖、有用，是诺贝尔奖委员会送给今年化学奖的四个赞美词。而夏普利斯在2001年第一次获颁诺贝尔化学奖时也提到了这四个词：“优雅、聪明、新颖，但最重要的是有用”。

从“合成分子”到“安全带锁扣”

1998年前后，夏普利斯就放弃了成就他生命中第一个诺奖的不对称催化氧化领域，转而投身开拓点击化学。他认为，化学家需要新思想，来改变专注于合成分子结构的传统。

“合成分子是十分昂贵的。”在夏普利斯看来，执着于将分子之间的化学键打开再连接，会导致很多不必要的副反应和巨大的损失。他鼓励团队尝试将一些完整的小分子通过类似“分子魔术扣”的部件连接——它们就像汽车安全带的一对锁扣，只需轻轻“click”就能连在一起。

“它们就像在火车站里寻觅彼此的情侣，尽管人山人海，但还是能一眼认出彼此，并且十指相扣地紧紧牵手。”夏普利斯喜欢用这个比喻来形容点击化学的高效：如蝴蝶般游荡在复杂环境中的分子，一旦找到配对分子，就会如鹰一般俯冲过去，精准结合。

华东师范大学化学与分子工程学院教授姜雪峰告诉记者，目前点击化学已被广泛使用在新材料的合成中。这种具有巨大潜力的功能性绿色化学，通过结合简单的化学构件，可以创造出几乎无穷无尽的分子。

几乎同时发现了“一颗明珠”

本世纪初，丹麦哥本哈根大学教授莫滕·梅尔达尔构建了巨大的化合物库，希望从中筛选到潜在新药分子。在一次化学实验中，他意外发现，在加入铜离子后，炔烃与酰基卤化物分子并没有按正常预想反应，而是形成了一个非常稳定的三唑环形结构。

莫滕很快意识到这一反应的特殊性，在2001年6月的一次学术研讨会上首次介绍了他的发现，并于2002年发表了论文，表明该反应可用于将许多不同分子快速而有效地扣在一起。

几乎与莫滕同时，夏普利斯也发表了一篇关于铜催化的叠氮化合物与炔烃之间反应的论文，并指出这一反应可在水中可靠地进行。“这就是一个理想的点击化学反应。”夏普利斯刚提出这一观点时，很多人认为他疯了，但现在大家不得不承认他是对的。

这个铜催化的叠氮—炔环化，正是点击化学皇冠上的明珠——让分子click的“魔术扣”。此后，化学家们不断对“分子魔术扣”进行优化，让它可以安装到尽可能多的有机分子上。

2019年10月，英国《自然》杂志刊登夏普利斯的中国弟子、时任中科院上海有机化学研究所研究员董佳家课题组的一项发现：他们找到了一种极其高效、高通量的合成“分子魔术扣—叠氮官能团”的方法，只需在室温下，无需催化剂，即使浓度非常低，也能立即发生转化反应，从而突破了原先的瓶颈。

“点击化学”照亮生命世界

与莫滕、夏普利斯不同，贝尔托齐的视角更偏向生命科学，她在研究一种与免疫相关的糖类。在生物体内，糖的结构之复杂更甚于蛋白质。由于缺乏工具，她的研究极为耗时费力。

在一次学术会议上，贝尔托齐受到一个报告的启发，开始思考为细胞中的蛋白质分子安装带有荧光分子的化学手柄。这个化学手柄必须“忠于职守”，对其他细胞内分子“目不斜视”。

1997年，她证明了自己的想法，并于2000年找到了理想中的“最佳化学手柄”——一个叠氮化物。这与点击化学的“分子魔术扣”不谋而合。

然而，对于生命体而言，铜离子是有毒的。于是，贝尔托齐深入挖掘文献，找到了一种不需要铜催化，就能使叠氮化物与带有环张力的炔“爆炸式结合”的方式。这即是生命正交反应，指在生命体内高效进行的反应，它们与生命中天然的化学反应彼此交叉但不互相影响。2004年，她发表了无铜点击反应，并用它来追踪生命体内糖分子的踪迹。

“贝尔托齐的发现，让化学与生命之间建立起了有效桥梁。”姜雪峰说，科学家已开始用这种方法开发针对系列疾病的精准、靶向、缓释、示踪、多功能、高集成等多样化功能分子库。

夏普利斯成为诺奖历史上第五位两次获奖的科学家

81岁再获诺奖，他还有更多惊喜留给大家

记者 沈湫莎

时隔21年，81岁的巴里·夏普利斯第二次获得诺贝尔化学奖。昨晚，听闻这位令人尊敬的前辈挚友二度获奖，中国科学院院士、上海交通大学常务副校长丁奎岭非常兴奋，很多年前他就预言夏普利斯会第二次得诺奖，“他的化学理念改变了世界，其影响就是诺奖级的。”

在诺贝尔奖百余年历史上，此前只有四位科学家两次获奖，其中只有一人独获两次化学奖。而今，夏普利斯成为第五位两次获得诺奖的科学家。

夏普利斯与中国化学界缘分颇深，尤其对上海感情深厚。六年前，他来到中国，希望把科研生涯的最后时光奉献给上海。

花甲之年转方向，“一身轻松”开启第二征程

2001年，凭借在手性催化氧化方面的贡献，夏普利斯与另外两位科学家共享了当年的诺贝尔化学奖，他独得一半。而早在1998年，57岁的夏普利斯就几乎放弃了自己曾经的诺奖级发现，“一身轻松”地走进一个全新领域——点击化学。

点击化学是一种功能性的化学形式，即分子构件快速有效地组合在一起。在提出点击化学理论之前，有机化学领域对碳—碳键情有独钟，因为对以创造新物质为己任的化学来说，这种化学键在合成能力上确实独树一帜。不过，碳—碳键合成非常困难，成本很高，走这条路的科学家不得不设计更加复杂的化学实验。

夏普利斯认为，最高级别的创新并不是对已有的东西进行改进，而是给出人们想要却还没有意识到的东西。即使曾经获得过诺奖，也不要盲从原来的自己，只有这样才能邂逅下一个“诺奖级发现”。

丁奎岭认为，夏普利斯的“转向”影响了整个化学界，点击化学如今已成为最吸引人的合成理念之一，被广泛应用于有机化学、聚合物材料合成、生物分子标记、抗体修饰、药物开发等一系列重要的研究和生产领域。

主动递来“橄榄枝”，从中国文化中汲取养分

与国内研究机构引进诺奖得主不同，夏普利斯与中国结缘是他主动递来的“橄榄枝”，足见他对中国的热爱。丁奎岭认为，夏普利斯看好中国有三方面因素：一是他最得意的弟子是中国人；二是上海有全球顶尖的氟化学；三是他在中国有许多老朋友。

这或许是“栽下梧桐树，凤凰自然来”的真实写照。早在2015年，夏普利斯就给中国科学院院士、上海有机所研究员戴立信发来邮件，希望到上海有机所工作。这是因为上海有机所有着全球化学界数一数二的氟化学研究力量，而发展点击化学正需要含氟化合物。

在上海，他与弟子董佳家共同发表了第二代点击化学——六价硫氟交换反应（SuFEx），就像睡美人被王子吻了一下方才苏醒过来，“睡美人”是一个小分子，“王子”是一个活跃的蛋白质结构。

夏普利斯非常喜欢中国文化，尤其是老子《道德经》中的一句话：“故有之以为利，无之以为用。”他认为，这道出了“点击化学”的哲学真谛：平时不会反应的碳—杂原子的结合，看起来似乎没什么用处，可当带上了特殊的官能团后，就会具有很高的选择性。因此，无用之物中往往蕴藏着巨大价值，要善于从无用中寻求“大用”。

愿意尝试一切，“科学老顽童”做最纯粹的化学

“他是一位纯粹的科学家，一个科学‘老顽童’。”这是丁奎岭对夏普利斯这位相识20多年老友的最真切感受，“我们一起吃过许多顿饭，不出三分钟，话题肯定绕到科学上来。”生活中，这位泰斗级科学家率真得像一个孩子，吃饭时会用手抓，每天想睡就睡，醒了就不停地工作，一点不在意三餐时间。只要有人和他聊化学，尤其是点击化学，他必定眉飞色舞、手舞足蹈。

“不知黎明何时会到来，我打开每一扇门窗。”这是夏普利斯最喜欢的诗句，也映射出他的科学观。如果说他比别人有更多的意外发现，是因为他会尝试一切可以做的事，并把失败一词从他的精神字典里删除了。

六年前，夏普利斯决定将他最后的科研生涯奉献给上海。如今，他在上海多个机构拥有自己的实验室，并与上海交通大学附属瑞金医院、上海中医药大学等多所医院在致病机制、新药发现等领域达成了紧密合作。“未来他一定会给人们带来更多惊喜。”丁奎岭说。