点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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.
碳酸锂价格跌破50万元大关 消费者买车能更便宜吗？******
中新网1月16日电(中新财经 葛成) 受供需变化等因素影响，近日，一向坚挺的碳酸锂价格跌破每吨50万元关口。作为新能源汽车的重要原材料，碳酸锂降价将对新能源汽车市场产生何种影响？谁又将从其价格下跌中获益？
资料图：碳酸锂。 盐湖集团供图碳酸锂“身价”近期跌幅超两成
据上海有色网报价显示，16日，电池级碳酸锂均价报每吨47.65万元，价格较2022年11月上旬的最高点跌幅超过两成。
回顾价格走势，碳酸锂曾在两年左右的时间身价上涨超十倍。
2021年初，电池级碳酸锂的价格仅为每吨5万元左右，2022年底则涨至每吨近60万元。进入2023年，价格回调，跌破每吨50万元关口。
作为锂电的消耗大户，新能源汽车持续影响着碳酸锂的供需关系，在其价格变动的过程中起到了推波助澜的作用。
中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示，2022年，我国动力电池累计产量545.9GWh，同比增长148.5%；动力电池累计装车量294.6GWh，同比增长90.7%。
在中汽协副秘书长陈士华看来，碳酸锂价格变动与供需关系密切相关。此前，上游材料开发赶不上下游产业发展的速度，因此涨势明显。近期，随着国际市场产能快速提升，碳酸锂价格已经出现了明显的回落。
业内人士认为，未来，碳酸锂供需格局或仍处于紧平衡状态。碳酸锂价格下调还未结束，2023年碳酸锂价格将回归到更合理区间。
“目前，碳酸锂价格已经在期货端降到(每吨)40万元以下。”据乘联会秘书长崔东树预计，碳酸锂价格未来将回归到每吨20万元左右的价格，甚至更低。
国泰君安近期发布新能源汽车行业研报指出，2023年，锂电产业链有可能出现产能过剩现象，进一步加剧竞争。“锂电产业链各个环节均有不同程度产能释放，如果新增产能大幅超过行业需求，则可能带来产业链产能过剩，从而影响竞争格局和盈利水平。”
资料图：汽车运输。王以照 摄买新能源汽车会否更便宜？专家：降价是长期趋势
碳酸锂价格下跌，买新能源汽车会不会更便宜？
崔东树认为，考虑到原材料价格下降、制造规模化以及产业创新等因素，新能源汽车价格下降是长期趋势。
据他分析，新能源汽车价格下跌或受到两方面因素影响。一方面，新能源补贴退出有利于企业聚焦市场，有利于降低市场增长的预期；另一方面，上游矿产投资带来的供给充足，碳酸锂价格回归中低位有利于整车价格的合理回归。
中新财经注意到，近期，有车企选择以降低终端价格的方式抢占市场。
2023年伊始，特斯拉车型降价的消息就引发广泛关注。其中，Model 3起售价降至22.99万元，Model Y起售价降至25.99万元，两款国产车型已降至历史最低价。
当地时间12日，特斯拉美国官网也下调了所有车型的价格。其中，Model 3基础版降价3000美元至43990美元，降幅为6%；Model S基础版降价1万美元至94990美元，降幅为10%；Model X基础版降价1.1万美元，降幅为9%。降幅最大的是基础版Model Y，降价1.3万美元至52990美元，降幅为20%。
国泰君安在研报中提到，特斯拉降价背景下，新能源汽车在需求端有望得到有效释放。其中，中国和美国市场将贡献主要增量，预计2023年全球新能源汽车销量有望达到1400万辆，中国新能源汽车将达880万辆以上销量水平。
山西晋中的一条汽车生产流水线。(资料图) 张云 摄中国新能源汽车国际竞争力有望进一步提升
2023年，碳酸锂价格若能回归到合理区间，谁将从中受益？
首先，在购买新能源汽车的过程中，消费者有望享受到更多优惠。
其次，碳酸锂降价将为产业中下游带来巨大的成长空间，产业链有望充分受益。
业内人士认为，随着碳酸锂价格回归，储能、整车厂、新能源汽车等行业有望加速发展，产业格局将更加健康。
崔东树表示，未来几个月的电池成本必然明显下降，这对改善整车企业盈利带来很大的利好。“前期大量的电池投资，加之上游预期的调低，有利于降低资源价格。”
最后，中国新能源汽车也有望进一步提升整体国际竞争力。
崔东树认为，欧美、日韩等企业的品牌优势虽然明显，但我国新能源汽车的低成本竞争力已经凸显，低成本的价格竞争必然是改变世界汽车格局的核心竞争力。“新能源汽车产业链脱离原来的国际零部件供应商体系，中国力量在汽车零部件体系将日益强大。”(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
三分快三地图 |
)