二度获奖!“点击化学”创始人成功拿下2022诺贝尔化学奖

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这篇文章围绕着化学领域的老科学家夏普勒斯展开,介绍了他成为第五位两次获得诺贝尔化学奖的人的成就。文章中提到了其他四位两度获奖的科学家,以及2022年诺贝尔化学奖得主卡罗琳·露丝·贝尔托西等人的贡献。夏普勒斯被称为“点击化学”创始人,以及“渔夫化学家”,他的研究思想和对化学的热情来源于小时候钓鱼的经历。文章还详细描述了夏普勒斯在实验室工作中失去左眼视力的事故,以及他得到的多个奖项和荣誉。总体上,文章展示了夏普勒斯在科学领域的突出贡献和个人经历。阅读这篇文章的预计时间为10-15分钟。*

他是化学领域的老顽童,81岁的他“梅开二度”,在时隔21年后再次将诺贝尔奖收入囊中。在此之前,共有四位两度获得诺贝尔奖的科学家,他们分别是:

l 玛丽·居里,美国物理学家、化学家,世称“居里夫人”。她于1903年获诺贝尔物理学奖、1911年获诺贝尔化学奖;她是法国巴黎大学第一位女教授,也是历史上第一位两次获得诺贝尔奖的人。

l 莱纳斯·卡尔·鲍林,美国化学家,他于1954年获诺贝尔化学奖、1961年获诺贝尔和平奖,成为获得不同诺贝尔奖项第二人。

l 约翰·巴丁,美国物理学家,他于1956年和1972年获得诺贝尔物理学奖。他是第一位在同一领域两次获得诺贝尔奖的人。

l 弗雷德里克·桑格,英国生物化学家,他于1958年和1980年获得诺贝尔化学奖。他是第二位在同一领域内两次获奖的人,也是第一位两次获得诺贝尔化学奖的人。

2022年10月5日,瑞典皇家科学院将2022年诺贝尔化学奖授予卡罗琳·露丝·贝尔托西(Carolyn R. Bertozzi)、摩顿·梅尔达尔(Morten Meldal)和卡尔·巴里·夏普勒斯(K. Barry Sharpless),以表彰他们在发展点击化学和生物正交化学方面作出的贡献。夏普勒斯成为第五位两次获此奖项的人。

“渔夫化学家”

夏普勒斯童年的志向并不是成为一名伟大的化学家,而只是做一名合格的渔夫。值得一题的是,“垂钓精神–专注”充斥着夏普勒斯的整个人生,并深深地影响着他的化学研究生涯。

夏普勒斯出生于新泽西州的海岸,他在马纳斯泉河上的小屋里度过大部分童年时光。小时候,他常跟随叔叔的渔船出海,从对钓鱼一无所知到得心应手只用了短短几年的时间。渐渐地,在钓鱼郊游中钓几只普通的鱼已经无法满足小夏普勒斯的好奇心,他总是缠着叔叔要捕获稀奇的海洋生物才作罢。

夏普勒斯于1963年获得达特茅斯学院学士学位,在导师的说服下,他放弃跟随医学博士父亲的步伐,选择他一直专注的事情–在实验室做研究。1968年,他在尤金·范·塔梅伦的指导下于斯坦福大学获得了有机化学博士学位,并继续与James P一起进行博士后工作。

后来,在麻省理工学院任教多年的夏普勒斯曾在一次访谈中表示:“我将对钓鱼的热情延伸到学习和生活中,那种激情与专注是驱动我所有思想和行动的引擎。”

“点击化学”—大自然启发下的全新思路

说到夏普勒斯老爷子在化学领域的成就,不得不提到“点击化学”。作为“点击化学”创始人,夏普勒斯在1998年初步提出这一名词,那一年,他已58岁。之后,他逐步完善了这一合成概念。它的核心理念是:合成化学要以分子功能为导向,通过小单元的简便凭借,快速可靠的完成各种各样分子的化学合成。通俗点来讲,夏普勒斯在对天然产物和生物合成途径进行观察时发现,仅仅通过二十余种氨基酸和十余种初级代谢产物,自然界就能够通过拼接上千万个这一类型的单元(氨基酸、单糖),合成为非常复杂的生物分子(蛋白质和多糖)。

科学家们也常把“点击化学”比喻成化学反应里面的“媒婆”,它可以使原本不容易发生反应的两种分子,在点击化学的作用下发生反应,不但简单高效,而且不会产生副产物。有意思的是,这个“媒婆”还不会参与“两口子”的生活–对发生反应的两种分子不会产生任何影响。在这里,也许引入催化剂概念更容易理解一些,催化剂的在化学中起到使两种物质加速反应的作用,但前提是这两种物质原本是可以发生反应的。而点击化学是让原本不会发生反应的物质发生反应,如果将这项技术拓展应用开来,“点石成金”便可以实现。

最终,科学家们可在分子层面按照自己意愿进行组合来改变物质属性,甚至可以创造出地球上没有的物质。夏普勒斯的这一思想对于药物开发和合成具有很重要的意义。其中一名诺贝尔奖获得者就应用“点击化学”在抗击新冠病毒期间做出了巨大贡献。

关于失去的眼睛

无论是从诺贝尔奖颁奖现场照片看,还是在日常生活中,我们并未看出这位81岁高龄的化学顽童的眼睛有何缺陷,其实夏普莱斯左眼在1970年的一次实验室事故中已丧失视力功能。

那年夏天,夏普勒斯作为助理教授刚抵达麻省理工学院后不久。在一天的凌晨,他准备从实验室返回家中休息,他将实验护具摘下,眺望着海湾以放松眼睛,并与同事惬意的聊着天,享受着专注后的放松。他在更换了自己的衣服,起身路过另一个实验室门口时,被一名一年级研究生所做的实验深深吸引,这名学生正在用火焰去密封核磁共振管。该原理旨在用氮气流下在大气压力下密封管子,同时在液氮浴中将管子冷却。这项技术夏普勒斯在以往的实验中并未接触过,所以对整个实验的程序并不熟悉,强烈的好奇心驱使身着便衣的他在未做任何防护的情况下开始与这名学生边研究边进行实验。他从浴缸里拿起试管对着灯观察。不料,管子立即结霜,他当即擦拭试管以便更好地观察管内物质情况,但管内溶剂水平已发生了不可逆的变化。当夏普勒斯意识到危险时,已经来不及躲避,炸裂的玻璃碎片撕碎了他的角膜,穿透了虹膜。最终,这次实验事故导致夏普莱斯左眼部分塌陷失去视力功能,值得庆幸的是,他的右眼并未受到影响,在经过简单治疗后还保持完整视力。

对此事件,夏普莱斯在之后并没有回避这次不当操作,他认为在实验室里,无论何时何事,不戴护目镜的行为都是不对的。1992年3月11日,他在麻省理工学院技术讲座(第36卷,第23期)上发表了一篇名叫《过去的警示故事》的文章完整了讲述了该事件以警示后人。

获奖经历

2022年诺贝尔化学奖

2019年普里斯特利奖章

2001年诺贝尔化学奖、沃尔夫奖、本杰明·富兰克林奖章

2000年里兰德奖、化学科学奖、手性奖章、罗纳·普伦茨奖章

1998年哈维奖

1997年微生物化学奖章

1995年费萨尔国王国际奖 、克里夫·汉密尔顿奖

1993年四面体奖、百年讲师奖章

1992年亚瑟·C·科普奖

1991年谢勒奖

1988年化学先锋奖

1986年博士保罗·詹森奖

1985年艾伦·戴奖

参考文献:

CLICK CHEMISTRY

Chemist K. Barry Sharpless ’63 Wins Second Nobel Prize

K. Barry Sharpless-britannica

K. Barry Sharpless of La Jolla’s Scripps Research wins second Nobel Prize in chemistry

Notes for Edwin Dallett SHARPLESS

A cautionary tale from the past

Karl Barry Sharpless-encyclopedia

Scripps Research professor K. Barry Sharpless receives 2022 Nobel Prize in Chemistry

读者可能感兴趣的问题:
1. 为什么夏普勒斯被称为“渔夫化学家”?他是如何将钓鱼的精神融入到化学研究中的?
- 夏普勒斯被称为“渔夫化学家”是因为他童年时在海岸长大,并对钓鱼产生浓厚兴趣。他将钓鱼的专注、好奇心和热情延伸到了学习和生活中,这种精神影响了他的化学研究生涯,让他能够在研究中保持专注和热情。

2. “点击化学”是什么概念?夏普勒斯是如何提出并发展这一概念的?
- “点击化学”是一种合成化学方法,其核心理念是以分子功能为导向,通过简便的凭借完成各种分子的化学合成。夏普勒斯发现天然产物和生物合成途径的启发,提出了这一概念,并逐步完善。这种方法可以帮助科学家们快速、可靠地合成复杂的分子,并在药物开发等领域产生重要意义。

3. 夏普勒斯的左眼在实验室事故中失去了视力功能,这个事故是如何发生的?他之后如何对此事加以警示?
- 夏普勒斯左眼失去视力功能是因为在实验室中进行实验时,没有戴护目镜且未做任何防护而受到了事故性伤害。夏普勒斯在事发后并没有回避这次不当操作,反而将此次事件详细讲述并发表文章以警示后人。

4. 除了诺贝尔化学奖,夏普勒斯还获得了哪些其他奖项?这些奖项都是因为他的哪些成就而获得的?
- 夏普勒斯除了诺贝尔化学奖外,还获得了普里斯特利奖章、沃尔夫奖、本杰明·富兰克林奖章等多个奖项。这些奖项是因为他在点击化学领域的贡献以及在化学研究中的其他成就。

5. 你提到有其他科学家曾经两次获得诺贝尔奖,他们是谁?他们的成就分别是什么?
- 玛丽·居里、莱纳斯·卡尔·鲍林、约翰·巴丁、弗雷德里克·桑格是曾经两次获得诺贝尔奖的科学家。他们分别在物理学、化学和生物化学领域做出了杰出的贡献,成为了两次获奖的先驱。

*简介与问答内容由人工智能chatGPT根据文章内容总结发散,仅供参考,如有冲突请以正文内容为准

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