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古代皇家园林中的祥瑞******

　　贾珺

　　宋徽宗赵佶绘《瑞鹤图》现藏于辽宁省博物馆

　　中国历史上出现过无数祥瑞，在史书中留下了大量记载。

　　所谓“祥瑞”，就是突然降临人间的甘霖、彩云、神兽、仙禽、佳卉等稀罕之物，被认为是上天的嘉示，带有吉祥的征兆，寓意风调雨顺、国泰民安。古时每逢祥瑞出现，大臣都会上表庆贺，建议给天子加上尊号。

　　经过历朝历代的大力收罗，祥瑞的名目越来越多：以麒麟、凤凰、神龟、神龙、白虎“五灵”为最高的“嘉瑞”，以景星、庆云等六十四种天象为“大瑞”，以白狼、赤兔等二十八种走兽为“上瑞”，以苍鸟、赤雁等三十二种禽鸟为“中瑞”，以嘉禾、芝草、木连理等十四种植物为“下瑞”，后来又加上铜鼎、铜钟、玉罄、玉璧等器物，是为“杂瑞”，真是五花八门，蔚然大观。九州各地的山林郊野、城镇乡村，都留下过祥瑞的踪迹。值得注意的是，很多重要的祥瑞都以皇家园林为舞台，显得绚丽夺目。

　　元朔六年（前123年）十月，汉武帝刘彻在苑囿游猎时捕获了一只独角、五蹄的怪兽，他认为很吉利，便改年号为“元狩”。次年，骠骑将军霍去病率大军进击河西，连续击败匈奴各部，夺取祁连山，一路战果辉煌。

　　约在同一时期，建章宫的后阁重栏又跑出来一只怪兽，它的样子像是麋鹿，却又不是麋鹿。汉武帝亲往探看，见左右无人识得，便召东方朔前来辨认。东方朔先索要了大批赏赐，而后才告知汉武帝此兽的牙齿前后整齐如骑兵，名为“驺牙”，属祥瑞性质，预示着远方将有蛮夷归附。果然，一年后，匈奴浑邪王率十余万部族归降汉朝。

　　始元元年（前86年）二月，建章宫的太液池里降落了许多黄鹄，被视为汉朝“土德”的象征，汉昭帝刘弗陵为之作诗：“黄鹄飞兮下建章，羽肃肃兮行跄跄，金为衣兮菊为裳。唼喋荷荇，出入蒹葭。自顾菲薄，愧尔嘉祥。”在古书中，黄鹄是一种能高飞千里的神鸟，实际上或许是羽毛偏黄的天鹅。

　　汉昭帝没有子嗣，元凤三年（前78年）春传来报告，说上林苑中有一株枯柳重新长出枝叶，虫食其叶，噬出“公孙病已立”五个字，颇为怪异。后来有人解释道，“公孙病已”指的是前任太子刘据的孙子刘病已，刘病已长期流落民间，后养于掖庭，改名为刘询。这也是一个祥瑞，预示着他应该继位为君。元平元年（前74年）少帝刘贺被废后，霍光等大臣便拥刘询即位，是为汉宣帝。

　　元人绘《嘉禾图》现藏于台北故宫

　　元康四年（前62年）三月，成千上万的五彩神雀云集于上林苑，汉宣帝遂在第二年改年号为“神爵”——古时的“爵”通“雀”。之后几年中，不断有凤凰、神雀和甘露降临，汉宣帝在上林苑内建了一座凤凰殿，以示嘉祥。

　　洛阳华林园的前身是始建于东汉的芳林园。曹丕篡汉建立魏朝的第三年，有一大群秃鹫在芳林园的水池上聚集，说不清是凶是吉，搞得君臣不知所措。好在没过多久，水池边长出灵芝——这肯定是好兆头，众人方才松了一口气。

　　后来，魏明帝曹叡对芳林园大加扩建，还想把汉武帝在建章宫铸的承露盘搬过来。不料承露盘在搬运途中折断，魏明帝便下旨重铸了一尊，竖在园中，终于得到上天所降的“甘露”。曹植还奉旨专门作了一篇《承露盘颂》，以此来纪念这个祥瑞。

　　东晋迁都建康（今江苏南京），仿洛阳旧制建华林园，格局相似，被之后的宋、齐、梁、陈各朝继承。

　　宋文帝刘义隆的在位时间长达三十年，前期整顿朝政、减免赋税、复兴儒学，南朝的经济、文化一度有了很大发展。到后期，华林园中经常出现白獐、嘉禾之类的祥瑞，被认为是天下大治的吉相。但这段时间，王朝已然衰落，没过多久太子刘劭叛乱，宋文帝被叛将张超之所弑。

　　宋孝武帝刘骏在位期间，由于有紫气出现在华林园景阳楼上层西南的梁架之间，便将此楼更名为“景云楼”；清暑殿屋顶的鸱尾中央长出一棵五茎的嘉禾，由此更名为“嘉禾殿”；新建的一座琴堂，因堂前两棵橘树结出连理枝，被命名为“连玉堂”。宋孝武帝死后，长子刘子业继位，荒唐暴虐，很快就被叔叔、湘东王刘彧杀掉，几座建筑的名称又被改回。

　　刘彧登上皇位后，喜欢乘船在华林园的天渊池中游玩。一次，一条白鱼跳进了龙舟——《史记》记载当年周武王伐纣时，率军乘船渡河，也曾有白鱼入舟。这是一个大大的祥瑞，自然要吹嘘一番。

　　南齐建元三年（481年），华林园醴泉堂的东面升起一股圆形的祥云，周长十余丈，与景阳楼同高，五彩缤纷，光芒四射，缓缓向南飘浮，最后绕过长船，隐入天渊池——此情此景，很像外星人的飞碟出没。

　　至唐代，武则天以女主的身份临朝，唯恐人心不服，十分热衷于宣扬祥瑞。《唐诗纪事》记载天授二年（691年）腊月，有大臣诡称御苑中鲜花开放，是难得的祥瑞，以此诱骗武则天入园赏花，乘机发动叛乱。武则天识破了这个诡计，命人预先在园中四处装点假花，次日召群臣同游。预谋者见到隆冬之际百花绽放的奇景，以为天佑武后，便取消了原定的计划。

　　北宋景德五年（1008年）正月，宋真宗赵恒在宫中大宴群臣，即席宣布自己去年十一月做的一个奇怪的梦：有神仙告知只要在正殿虔诚做足一个月的道场，就能得到上天赏赐的“天书”。如今日期已满，不知是否应验？随后便有内司启奏，说左承天门南面的屋角鸱吻上挂着一卷黄帛，取下一看，果真是三篇“天书”。两天后，又有紫云覆盖宫殿，空中隐约有龙凤的影子。如此天降祥瑞，自然是普天同庆，宋真宗当即下旨改年号为“大中祥符”。

　　当年六月，“天书”再次在泰山醴泉北降临，地方官员连忙驰送京师，宋真宗亲自在皇家园林含芳园中奉迎天书，并将此园更名为“瑞圣园”。瑞圣园随即出现五彩云烟，又有一股形似凤凰的黄气在殿间萦绕，妙不可言。十月，宋真宗巡幸泰山，举行封禅大典。

　　政和二年（1112年）上元之次夕，汴京（今河南开封）的宣德门上空祥云环绕，一群仙鹤上下盘旋。宋徽宗赵佶与臣民一同观赏了这番奇景，龙心大悦，亲笔御制《瑞鹤图》，还题诗为记。有学者考证，这群仙鹤并非天外来客，而是皇家园林延福宫中人工豢养的珍禽，整件事完全是自导自演的闹剧。十五年后，金军攻破开封，宋徽宗和其子宋钦宗赵桓被掳往北国，那些瑞鹤早已不知所终。

　　明嘉靖二十三年（1544年），许多地方遭遇旱灾，边关又不安宁，明世宗朱厚熜为此焦躁不安之时，听到大臣报告“内苑嘉禾生茎双穗，凡六十有四”。这大概指的是西苑的御田长出了特别的稻穗，寓意着天下丰收。明世宗不禁大喜，遍告百官，让大家一同欢庆。

　　说来说去，古代皇家园林中这些所谓的“祥瑞”，大多是“人为”的成果，还有一些可能属于偶发的自然现象，与吉凶没有直接的关联。许多人对这“神奇”的祥瑞信以为真，无非是想表达一种美好的向往与期盼，但归根结底，并不能改变历史与自然的发展规律。

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。

　　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。

　　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]：

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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.

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）