今天下午，2022年诺贝尔奖的最后一个自然科学奖项终于揭晓。美国Scripps研究所的K. Barry Sharpless教授、丹麦哥本哈根大学的Morten Meldal教授以及美国斯坦福大学的Carolyn R. Bertozzi教授分享了诺贝尔化学奖的桂冠。
其中，Sharpless教授、Meldal教授因在点击化学（click chemistry）研究中做出的卓越贡献获奖，Bertozzi教授则因开拓生物正交化学（bioorthogonal chemistry）领域而获奖。
今年的诺贝尔化学奖得主Carolyn R. Bertozzi教授（左）、Morten Meldal教授（中）和K. Barry Sharpless教授（右）（图片来源：诺贝尔奖官网）
值得提及的是，这也是Sharpless教授在2001年因手性催化氧化反应获诺贝尔化学奖以来，第二次摘得诺贝尔化学奖的桂冠。历史上，两获诺贝尔化学奖的情景只发生过一次（Frederick Sanger教授，1958年与1980年）。Bertozzi教授也是第八位诺贝尔化学奖女性得主。接下来，我们将分别解读这三位科学家的杰出成果。
Carolyn Bertozzi教授的工作将点击化学推进到了一个全新的领域，并将其应用到了生命体中，她的生物正交反应能在不干扰细胞正常化学的情况下发生。而Barry Sharpless教授与Morten Meldal教授奠定了点击化学的基础，它能让分子模块快速、高效地拼在一起。
点击化学的概念应运而生，其强调以碳-杂原子键键合的方式进行分子组合，与此同时反应需具备产率高、适用性广、副产物无害等特点，这也正符合Sharpless教授一直倡导的“简单而有用的化学”。
生物正交化学的概念便是在这样的背景下产生的。这类反应要求在研究活体生物系统内给定的化学反应时，不会干扰其中固有的生物化学过程，即不产生细胞毒性。
Bertozzi教授发展的生物正交反应借鉴了Staudinger还原反应，该反应最早由德国化学家Hermann Staudinger先生提出，叠氮化物与有机膦或亚磷酸酯反应得到氮杂叶立德中间体，进一步水解便可形成相应的胺类产物。这两类物质在生物体内并不存在，因此不会与其他生物分子发生反应。