暢談實用哲學概念在合成化學上的映射

上海科技報報導 點擊化學是一種實用的哲學概念在合成化學上的映射，已被廣泛應用於有機化學、聚合物材料合成、生物分子標記、抗體修飾、藥物開發等一系列重要的研究和生產領域。不對稱催化和點擊化學領域的奠基人，諾貝爾化學獎、普裡斯特利獎、沃爾夫獎、美國富蘭克林獎章獲得者，美國科學院和藝術及科學院雙院士，夏普萊斯教授日前做客上海交通大學第121期大師講壇，作《SuFEx點擊化學在生物方面的應用》報告，分享其近期在研究具有抗癌活性小分子方面的工作。

《道德經》道出點擊化學哲學真諦

夏普萊斯喜歡中國文化，特別是可以團結很多人的家族觀念。他也非常欣賞老子 《道德經》中，「故有之以為利，無之以為用」這句話，認為其道出了「點擊化學」中的哲學真諦，即平時不會反應的碳—雜原子的結合，看起來似乎沒什麼用處，可當帶上了特殊的官能團後，就會具有很高的選擇性。比如，夏普萊斯教授正在研究的第二代「點擊化學」反應中，帶上硫氟基團的小分子，可以精準識別出能與之結合的蛋白質，並形成相當穩固的共價鍵。

點擊化學擁有廣闊的應用前景

夏普萊斯不對稱雙羥基化反應與夏普萊斯環氧化反應，是現代有機合成中最重要的反應之一，夏普萊斯教授因這一貢獻獲得2001年諾貝爾化學獎。點擊化學是一種實用的哲學概念在合成化學上的映射，其核心理念是合成化學的靈魂在於其實用性，要以分子功能為導向。

受到自然界少數合成砌塊就可以構建複雜功能的啟發 ，夏普萊斯教授自上世紀90年代中期開始積極探尋一種方法來發現新的反應性和化學連接，直到他的小組發現CuAAC反應（銅催化的疊氮化物 - 炔烴環加成反應）之前，點擊化學並沒有獲得很大的發展。點擊化學對反應條件和反應對象有精準的選擇性，這使得它具有在各交叉學科的廣泛而高效的適用性，已被廣泛應用於有機化學、聚合物材料合成、生物分子標記、抗體修飾、藥物開發等一系列重要的研究和生產領域，擁有廣闊的前景。

SuFEx反應助力發現抗癌活性小分子

最近在點擊化學的核心理念上又發展出新一代的點擊化學——基於「硫氟交換（SuFEx）」的高價硫氟類化學。夏普萊斯教授在報告會中介紹了他於2014年發現的這一點擊化學反應——SuFEx反應。該反應以商業化生產的工業原料硫醯氟和乙烯磺醯氟來構建多種含有有S（VI）-F鍵的分子結構，如含氟代硫酸根和磺醯氟根等基團的分子。自開發以來，SuFEx反應已在材料科學、化學生物學和藥物研發方面得到廣泛應用。

在有機鹼的存在下，酚類化合物和硫醯氟氣體可以通過SuFEx反應高效地合成芳基氟代硫酸酯類化合物。該類化合物在生物環境中通常是穩定的，但當特定蛋白質側鏈存在可以與芳基氟代硫酸酯官能團反應或促進氟離子離去的基團時，氟代硫酸酯官能團會被該蛋白質活化。這種蛋白質與芳基氟代硫酸酯官能團之間的相互作用實現了探針分子與蛋白質配體之間的共價連接。在演講中，夏普萊斯教授重點介紹近期使用這種新方法在發現具有抗癌活性小分子方面的工作。