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欧盟国家就俄罗斯石油产品的最高限价达成一致******

  当地时间2月3日,欧盟国家同意对俄罗斯石油产品(例如柴油)设定每桶100美元的最高限价 。欧盟轮值主席国瑞典证实了这一消息 。欧盟还就取暖油等俄罗斯打折石油产品 的最高限价达成协议,设定为每桶45美元。

  2月3日,欧盟国家 的内政部长和司法部长在斯德哥尔摩举行 的一次会议上讨论了此提案。欧盟 的目标 是在七国集团对进口俄罗斯石油产品 的价格上限于2月5日生效之前在联盟内部达成协议。(总台记者 郝晓丽)

  • 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。

    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?

      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。

    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?

      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] :

    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 ?

      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 。

    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 ?

      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 。

    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 ?

      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 。

    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?

      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。

    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?

      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。

    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?

      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.

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