超越此时此地,让点击化学打开一个全新的可能性世界

我很高兴听到今年诺贝尔化学奖的消息(这不仅仅是因为它颁给了三位有成就的化学家!)不,我认为“点击”化学奖是对一些好的研究态度和一些坏的研究态度的有用说明。

用双筒望远镜看

来源:©Stephen R Johnson/Alamy Stock Photo

有机化学会让人目光短浅,只关注眼前的事情,而不是抬头去看可能存在的事物之美

现在,诺贝尔奖已经散发出它的光芒,人们可能会更难记住诺贝尔奖所受到的欢迎原创点击化学刊物夏普莱斯和同事从其他合成有机化学家那里得到的。许多人觉得它很有趣,有些人觉得它非常令人兴奋,但还有大量的人对此漠不关心或更糟。当时我听到了一些这样的评论:“当然,有些反应比其他反应更快更干净——这应该是新闻吗?”“即使当铜催化叠氮化物-炔环加成作为一个例子出现真实世界的点击耦合在美国,仍有许多人在翻白眼,不知道这一切意味着什么。

点击化学是一个纯粹的工具,一个小发明,一项技术。关键是你几乎可以把任何两个分子快速、简单、不可逆地拼接在一起。

毕竟,谁在乎1,2,3-三唑呢?它们在候选药物或天然产物中并不流行。为什么会有人关心更快的制作方法呢?当然,人们读过关于模块化合成的基本原理以及连接各种分子物种的潜力。但对许多人来说,这样的应用似乎遥远而不明确。所有这些通过化学反应联系起来的东西是什么,为什么会有人想把它们联系起来?即使您规定了这样的需求,为什么不使用一个好的老式酰胺耦合来完成这项工作呢?还有比这更容易的吗?

对我来说,这是短视的做法。但如果我们要诚实地说,有机合成很容易促进近视。你有一个明确的目标:把这个分子,画在这个屏幕上或者这个通风柜的玻璃上。你可以看到每一个原子,每一个键,以及它们应该在哪里,多亏了现代分析化学,你将绝对确定你什么时候成功了,什么时候没有成功。一旦你完成了这个,就会有另一个要做的,不是吗?也许你会继续研究另一种复杂的天然产物,也许你只是在候选药物系列中进行另一种变化,将一个氟原子移到一个位置,或者添加一个甲基。但总有另一个分子。

对许多人来说,这些应用似乎很遥远,定义不清。所有这些通过化学反应联系起来的东西是什么,为什么会有人想把它们联系起来?

你也知道为什么要制造这些分子。它们可能是大型全合成的中间产物,药物测试的类似物,或新反应范围的演示。但在几乎所有的案例中,我们努力的重点都是建造这些特殊的结构。这是很自然的(而且通常是必要的),只是保持你的头去做,处理手头的问题和你面前的化合物。但从这个角度观察点击化学,很难看到它的影响和潜力。

那是因为它纯粹是一个工具,一个小发明,一项技术。三唑本身不是重点。关键是你可以用两个分子——几乎任何两个分子,上面挂着各种各样的东西——快速、容易、不可逆地把它们拼接在一起,只用两个二级官能团(说实话),否则没有人会有太多用处。这种实用性的缺乏是一种优势——叠氮化物和炔烃都不会与其他物质发生反应,这适用于各种溶剂中的各种化合物,甚至是活细胞内的生物分子。想象力发现了这些性质的用途,而不仅仅是(甚至主要是)在有机合成本身。分析化学、材料科学和化学生物学开始了化学的发展,并且从未回头。

当然,一些化学家从一开始就很快意识到了这一点。但其他人(回想起来)需要从他们的板凳上抬起头来。有机化学的好处不仅仅是做有机化学,我们不应该忘记这一点。有时有机化学家本身也擅长做有机化学以外的事情!