美国Scripps研究所的有机化学家Phil. S. Baran教授来我院访问
发布时间:2018-09-19 来源:北大化学
兴大报告 Xing Da Lecture
应北京大学罗佗平特聘研究员,余志祥教授邀请,来自美国Scripps研究所的有机化学家Phil. S. Baran教授于2018年9月14日来到北京大学化学与分子工程学院作了题目为Translational Chemistry 的兴大报告,这亦是本学年第一个兴大报告。
14日上午,Baran与同样来自Scripps研究所的余金权教授等一起来到化学学院的多个有机化学课题组,和多个课题组的负责老师进行了深入的交流。下午2点,兴大报告准时开始,化学学院百余名研究生、本科生都听取了此次报告,A204报告厅座无虚席。兴大报告组委会主席吴凯教授主持了此次报告,并首先介绍了Baran教授的简历等信息。
报告伊始,Baran教授以Elon Musk的一句话“It’s amazing hard to find a simple solution, a complicated one is relative easy”引出了自己进行研究工作的理念,即“简化的化学” (Simple Solution) ,并且回顾了前人提出的有机合成化学“理想程度(ideality) ”的概念。Baran教授通过其课题组在三个方向上的创造性工作,为我们讲解了他的化学理念和研究思路。
新技术——电化学在有机合成中的应用。传统的电化学需要专业的设备,同时有机化学家对于其反应性和选择性感到陌生,这限制了其在有机合成中的进一步发展。Baran教授和IKA公司合作,开发了电化学实验平台ElectroSyn 2.0,可以简单地在实验室将电化学引入有机合成。同时,Baran教授实现了有机电化学的新转化(Nature, 2016, 533, 78)和新选择性(J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 7448),具有可操作性好、可规模化等特点,具有学术上和工业过程上的双重意义。
新方法——自由基交叉偶联反应。Baran教授首先分析了自由基反应在药物化学中极其少见,同时也很少作为逆合成分析中的合成子。为了让自由基成为有机合成中的标准合成子,Baran教授首先改进了Minisci反应,使用亚磺酸盐作为自由基前体参与的化学转化具有非常高的产率和选择性,同时也无需非常严格的反应条件,具有操作简洁性和可靠性(‘Click-like’ operational simplicity) (Nature 2012, 492, 95)。报告中Baran教授展示了向敞口的乌龙茶中加入二氟甲基亚磺酸锌和过氧叔丁醇,在空气中反应片刻就能在TLC上检测到二氟甲基化的咖啡因产生,获得全场欢呼。紧接着Baran又提出烯烃和羧基是很好的自由基前体,在此基础上发展了Fe/Si-H介导的C-C键(Nature, 2014, 516, 343)和C-N键(Science, 2015, 348, 886)偶联反应,以及脱羧硼化(Science, 2017, 356, eaam7355)、脱羧烯基化 (Nature, 2017, 545, 213) 和脱羧炔基化反应(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 11906)。这种脱羧偶联反应亦可以和马来酸酐的环加成反应结合,利用环加成-不对称化-脱羧偶联的方法构筑具有多个sp3手性中心的结构(Nature, 2018, 560, 350).
新试剂——手性硫代磷酸合成试剂。含有硫代磷酸二酯的核酸相比于一般核酸,可以更好的被细胞摄入,同时不易被核酸酶降解。Baran教授课题组和Bristol-Myers-Squibb公司开展合作研究、开发了一种构筑硫代磷酸手性中心的新试剂(Science, eaau3369)。这种方法使用简单易得的氧化柠檬烯作为手性源与含磷 (V) 化合物反应形成Phosphorus-Sulfur Incorporation试剂(ψ Reagent), 这种试剂可以高效地构筑硫代磷酸寡聚核酸分子中硫代磷酸二酯的手性中心,其相比于前人的方法学直接使用P (V) 而不是P (Ⅲ) ,具有出色的立体化学专一性和氧化还原上的经济性。此反应也具有便宜和易规模化的特点,因此对于药物化学工业,尤其是寡核苷酸药物的开发和应用意义重大。
报告结尾,Baran总结了自己的理念以及相关的方法学研究成果,并且鼓励在场的各位化学家以及学生坚持研究化学,做开创性的化学,“不要和AI比玩化学这个游戏谁玩的更好,要做创造游戏规则的人”。
报告结束后,Baran热情解答了学生们的疑问,并且与同学们签名合影,大家均表示收获颇丰。吴凯教授向Phil S. Baran教授赠送了“兴大报告”奖章,并合影留念。随后,与Baran一同前来的余金权教授也做了关于远程C–H键活化的相关报告。
文:罗佗平,陈思聪,王泽淳
图:王泽淳,杨坷静
编辑:牛