两获化学诺奖,沙普利斯的非凡人生

作者: 董佳家

来源: 转自公众号:佳家课题组

发布日期: 2022-10-07 08:00:25

美国化学家卡尔·巴里·沙普利斯因对“发展点击化学”做出的贡献,时隔21年后再次荣膺诺贝尔化学奖。他的非凡人生和科研成就通过2019年普利斯特里奖章颁奖典礼上的演讲得以展现。沙普利斯出生于一个中产阶级家庭,自小展现出对化学的浓厚兴趣和非凡才能。他在多个领域取得了突破性成就,特别是在点击化学方面,为化学界带来了革命性的变化。他的成功不仅源于个人的才华和努力,还得益于众多合作者和同事的支持与贡献。

美国化学家卡尔·巴里·沙普利斯(K. Barry Sharpless),因为对“发展点击化学”做出的贡献,时隔21年后再次荣膺诺贝尔化学奖。历史上获得两个自然科学奖的屈指可数,沙普利斯的成就引人惊叹。事实上,他这次获奖的“点击化学”和他上一次获奖的成绩不对称催化分属于不同的方向。他何以都能做出巨大的成绩?沙普利斯究竟是一个怎样的人,他的成功背后有怎样的人生经历?

本篇演讲是他2019年普利斯特里奖章颁奖典礼上的演讲,从中我们也许可以管中窥豹,领略他非凡的人生。

沙普利斯出生于一个不那么完美的中产阶级家庭。他在费城出生,上学,父亲是一名在费城工作的外科医生。不过如果有人问他:“你的家在哪里?”他会毫不犹豫的回答:“马纳斯宽,新泽西!”他的母亲在那里长大,每到周末或者是夏季她都会带着他妹妹和他来到海边。

在马纳斯宽河边一段树木繁茂的崖边,他父母买下了一个西尔斯罗巴克公司生产的预制小屋,有四间很小的卧室,中间是客厅和厨房,他母亲和她的朋友们经常会带着自己的孩子们在那里聚会。母亲在人多的时候会非常开心,但是她有点双相情感障碍,有时候会应付不了他,而他父亲在周末的时候是没有时间陪他的。

因为父母对他的管教不严,也可以说是放纵,他从小就很随性的寻找自己需要的惊喜和刺激。

他的自学和成长开始于六岁那年,他找到了一艘带马达的8英尺长的小艇,偷偷独自驾驶着小艇开上了马纳斯宽河,一直开出了几英里远,甚至开过了入海口,直接到了海上。他在小学的时候,完全凭着自己的兴趣,就已经成为了合格的水手;能够捕捉鳗鱼,螃蟹的渔夫;和一个敏锐好奇的观察家和实验主义者。终于,在小学还没毕业的时候,他已经可以自力更生,并且成为了一个无所畏惧的自学者。

沙普利斯在14岁的时候,成为了布瑞尔船坞包租渔船上最年轻的伙计。为了让租船钓鱼的客人开心,也为了每天结束的时候能把收获摆满甲板拍好照片以便宣传吸引更多的客人,他们必须竭尽所能。充满竞争的捕鱼生活让人变得果断,渔船的每日维护需要完全的尽心尽责。而要想得到客人更多的小费,对于他来说,则必须要克服自己害羞的一面并且把自己伪装起来。

中学生活也没有让他太感兴趣——他只是一个不算太差的学生。在父亲去书店买他的医学书时他会跟去,然后会选择一些关于化学或者海运学的书籍。他依然记得自己第一次通过达尔文写的《小猎犬号航海记》了解到进化论的时候是多么激动,但是他最爱的书是关于类固醇的生物合成。当看到羊毛甾醇的三个甲基居然消失转化成为了二氧化碳时,他说:“太神奇了!”这是一本伟大的关于氧化过程的入门读物。

沙普利斯在达特茅斯学院,他的第一次英文作文居然得了F,那实在是太让他震惊了。恐惧使他变成了一个狂热的学习者,他拼命学习直到没有问题能难倒他。只有化学对他来说相对容易些,他遗传了父亲过目不忘的记忆力,一辈子就靠着这个去学习那些化学反应,所以自然科学的课程对于他来说相对容易些,他也能有时间去掌握那些成为课堂上好学生的技巧。

对于失败的恐惧感使他前行,但是绝佳的老师和求知的快乐真正把他转变成了一个好学者,特别是关于文学的爱好者。

沙普利斯在Scripps的同事,哈特姆斯.科布(Hartmuth Kolb),他从一开始就成为了推动点击化学发展的引擎;在1999年春季的美国化学学会全国会议上,他们有关该主题的第一次公开演讲是:“点击化学,一种合并过程和发现的化学概念。

”他曾经的研究生(1980年代,麻省理工学院)芬(M. G. Finn)后来加入了斯克里普斯化学系,这对他来说是个大喜事。他迅速加入他们,就像一位哲学家,他给点击化学带来了逻辑基础。芬阐明了他和哈特姆斯一直希望表述清晰的概念。

沙普利斯的课题组一直希望能够重复1927年至1930年德国化学家威廉·斯坦科普夫(Wilhelm Steinkopf)的实验(关于磺酰氟类化合物的合成化学),但是多年来一直没能成功。他的博士后董佳家(Jiajia Dong)没有放弃,从陶氏(Dow)公司收到一瓶硫酰氟后,他终于成功了。他的发现开启了六价硫氟交换反应(SuFEx),这是在他们实验室发现的第二个接近完美的点击化学反应。

SuFEx意外地打开了整个通过硫酸酯连接的分子世界。他现在在上海有机化学研究所工作。

现在,董佳家的实验室发现了另一个全新的,接近完美的点击化学反应。他预测,通过(以上提到的)这四个接近完美的点击反应,化学家将通过完全可预测的,精准的合成,自下而上的构造无穷的化学空间可能性。

是那么多和他一起工作过的人帮助他达到了今天的成就,他感谢他们所有人。

他也希望向很多在他的实验室工作过的同事道歉,他们中的一些人并没有得到他们应得的待遇,没有得到他们应得的文章,甚至没有得到太多与他交谈的机会。他也想向那些从来没有来得及感谢过的,那些将工作献礼给他,给他礼物和恩惠的化学界同事们说声抱歉。对不起!其实关于很多事情,他是完全失败的。这么多年来,他完全自私地享受着作为化学家的乐趣,很多人为此做出了牺牲。他真的很感谢你们,他身上的每一个分子都感谢你们!

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