「Spotlight Research」IDPi催化不对称多烯烃环化制备龙涎香
作者：石油醚
本期热点研究，我们邀请到了本文共同第一作者，来自德国马克思普朗克煤炭研究所的罗娜博士为我们分享。
2024年7月31日，Nature在线发表了来自德国马克思普朗克煤炭研究所Benjamin List课题组题为「The catalytic asymmetric polyenecyclization of homofarnesol to ambrox.」的研究论文。作者发现在氟代溶剂存在下，结合具有强Brønsted酸性和空间受限的亚氨基双磷酰亚胺酯IDPi催化，通过不对称多烯烃环化，成功以良好的产率、优异的对映和非对映选择性合成乐（-）-龙涎香醚和倍半萜内酯天然产物（+）-香紫苏内酯。
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“The catalytic asymmetric polyenecyclization of homofarnesol to ambrox.
Na Luo, Mathias Turberg, Markus Leutzsch, Benjamin Mitschke, Sebastian Brunen, Vijay N. Wakchaure, Nils Nöthling, Mathias Schelwies, Ralf Pelzer, Benjamin List*.
Nature，2024, 632, 795–801. Doi: 10.1038/s41586-024-07757-7.”
提问
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回答
Answers
Q1.
请对“The catalytic asymmetric polyenecyclization of homofarnesol to ambrox.”作一个简单介绍。
多烯环化反应是指将简单的非环状前体通过一步反应构建具有多个碳碳键以及多个立体中心的多环产物的反应。在此反应中同时实现产物分布和立体化学的精确控制对化学家来说是一项艰巨的任务，尤其将(3E,7E)-homofarnesol通过多烯环化转化为具有龙涎香味的(−)-ambrox是化学合成中一直以来的挑战。我们发现在氟代溶剂中，结合具有强Brønsted酸性和受限空间的亚氨基双磷酰亚胺酯IDPi作为催化剂能够以良好的产率以及优异的对映选择性、非对映选择性合成（-）-龙涎香醚和倍半萜内酯天然产物（+）-香紫苏内酯。实验表明该反应主要通过协同途径进行，符合Stork-Eschenmoser假设。IDPi催化剂的微型空腔环境对实现反应的选择性非常重要，而这在此之前只有酶催化能实现这种高选择性。
Q2.
有关本次研究的时候遇到过怎样的困难呢？又是怎样克服的呢？
本部分研究工作中，在筛选催化反应条件调控区域选择性和对映选择性的过程中，我付出了艰辛的工作，曾尝试了无数种条件与试剂。在此期间我曾数次怀疑自己，经历多次失败使自己情绪低落。研究工作也一度进展缓慢，但正是这时来自男朋友和家人的鼓励和支持让我及时调整了状态，最终也是逐渐尝试出含氟烷烃作为关键试剂，顺利获得了理想的反应结果。
Q3.
本次研究主体，有没有什么让您感觉特别辛苦和烧脑呢？
有机合成作为实验学科，在研究工作中不仅得经常面对繁杂的实验工作，也得在众多测试数据中分析归纳出有意义的结论。在我的研究工作中，经常涉及反应物存在多个反应位点与手性中心的情况，导致产物可能存在数十个异构体，经常为了确认异构体的结构花费大量的时间。同时也得进一步合成不同性能的催化剂调控反应的选择性。最终得到反应结果后仍然需要利用包括理论计算在内的各种手段进行反应机理验证。在以上整个过程中不仅需要充足的探究精神，也需要对合成策略、物理有机以及仪器科学等方面的学科知识更为深厚的理解，这也是目前我仍需要加强的方向。
Q4.
将来想继续研究化学的哪个方向呢？
目前我主要从事催化不对称合成工作，未来我想拓展出更多新策略、新反应，并且力求开发出有足够潜力应用于工业届的创新合成方法与新颖结构。
Q5.
最后，有什么想对读者说的吗？
选择做科学研究注定不是一条容易的路，势必会经历无数坎坷与挫折。但是请相信，只要肯坚持自己的理想，一往无前地投入到自己的事业中，一定可以做出一番成就！
作者教育背景简介
教育背景
2012-2016 湘潭大学 高分子材料与工程专业 学士学位
2016-2021 中国科学院化学研究所 有机化学专业 博士学位 导师：王其强 研究员
2022-至今 马克思普朗克煤炭研究所 博士后 合作导师：Prof. Benjamin List
获奖经历
湖南省优秀毕业生
博士生国家奖学金
北京市优秀毕业生
2024年获得洪堡基金会资助
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