華人化学家

复杂天然产物全合成・高效构建桥环体系—李闯创教授

本文作者:石油醚

天然产物全合成是来自大自然对人类的挑战和机遇。从简单到复杂,自人类首次从自然界中分离出天然产物后,科学家们就一直不断地在尝试人工合成天然产物的新方法,从小分子到大分子,科学家们在天然产物合成的研究中逐渐前行。天然产物全合成的范畴很大,特别是以具有重要生理活性的,尤其具有中环、桥环体系的多环天然产物为对象,例如紫杉醇与巨大戟醇等在天然产物全合成领域始终是一个难题。南方科技大学的李闯创教授,希望发展自己原创性的方法学或策略来进行桥环体系天然产物的全合成。力求合成路线高效可控;不但可应用于特定的靶向分子合成;而且对合成同家族或同骨架天然产物也具有普遍的应用价值,进而促进活性天然产物在生物学和药物研究方面的应用,为创新药物的研究提供先导化合物。本期的化学家专访,邀请到南方科技大学的李闯创教授

以下是李闯创教授的专访内容:

1.是什么样的机缘让您选择了化学(科学)研究?

2001年我从中国农业大学化学理科基地班保送到北京大学化学学院攻读博士学位。那年,恰逢杨震教授刚刚回国在北京大学建立课题组,他已是天然产物全合成领域的耀眼明星,曾经完成了世界上最难合成的紫杉醇。而当时,我对天然产物全合成还一窍不通,甚至一无所知,可谓无知者无畏。清晰的记得,2001年的国庆假期,我小心翼翼的敲开了杨震教授办公室S647的门,带着一些广东口音的普通话自我介绍道:我叫李闯创,我希望来您的实验室闯一下,创出更好的自己。也许这句话打动了杨老师,他当即同意我加入他的课题组。进入课题组以后要确定课题方向,杨震老师问我“你对哪个方向感兴趣?全合成还是方法学?”,我那时真的不懂,就直接问杨老师“哪个方向难度比较大?”,杨老师停顿了一下说:“当然是全合成难度大呀!”,我毫不犹豫回答说:“那我就选全合成。”后来杨老师跟我说,当时听我问难度以为我要选简单的课题,没想到我这瘦瘦小小的身材,还去选了最难的课题。但是后来才发现,天然产物全合成是真的太难了,当时的我知识面又太匮乏了,真是无知者无畏。我只能通过各种方式刻苦的提高我的理论水平与实验水平,笨鸟先飞,经常请教当时在课题组非常优秀的本科生们,例如李昂同学(现在是本领域的明星教授)等。现在回想,当年非常幸运遇到了杨震教授,非常感激他的悉心栽培。

2.如果不从事化学(科学),还有什么想做的?为什么?

如果不从事化学(科学),我可能从事数学科学研究,我在上小学、中学时对数学非常感兴趣的,可以说到了非常痴迷的程度,当时参加了奥数比赛,还在省里拿了不错的成绩。我大学的第一志愿就是清华大学数学系,但是差了几分,后来阴差阳错被调剂到了中国农业大学学了化学,一直到现在,化学变成了我一生的事业。

3.现在在做哪方面的研究?另外,准备在这块如何展开?

课题组现在主要进行复杂活性天然产物全合成的研究,也会开展基于活性天然产物的药物化学研究。

课题组目前的目标分子大部分具有桥环体系,我们首先开发一些高效构建桥环体系的方法(策略),例如首次建立了Type II [5+2]反应,该策略具有独特性、普适性与实用性,可高效构建多种桥环体系,从而推动并引领了Type II环加成领域的发展;以该反应为关键策略,完成了若干具有桥环体系的天然产物全合成,包括具有挑战性的Cyclocitrinol与Cerorubenic acid-III的首次全合成、以及高难度明星分子Vinigrol的高效不对称全合成。

课题组未来继续考验、拓展与提升Type II [5+2]反应的普适性与实用性,力争该反应成为合成桥环体系的重要反应之一。并继续发展新的反应与策略,以便建立这些复杂桥环天然产物高效全合成的通用合成策略,解决化学选择性、区域选择性和立体选择性等关键科学问题,同时为创新药物的研究提供物质基础与技术保障。

4.请告诉我们对您人生影响最大的一个人是谁?为什么?

北京大学的杨震教授。当年非常幸运选择了杨震教授作为导师,现在才有机会从事充满挑战又令人兴奋的天然产物全合成。可谓一日为师,终身为父。

杨震教授(图来自 Chem-Station)

5.如果能和历史上的某一个人共进晚餐的话,您最希望是谁?为什么

R. B.Woodward教授,他是有机合成的宗师,在还没有核磁共振仪器的年代,完成了无数极具挑战性的天然产物分子,在维生素B12的全合成中发现了分子轨道对称-守恒原理,并推动了咕啉化学的发展。他是我的超级偶像。(在杨震老师的专访中,杨老师在这个版块同样也选择了R. B.Woodward教授)

6.在您人生中最艰难的一段时间发生在什么时候,怎么克服的?

我个人比较乐观,可能抗压能力较强,好像目前还没有遇到最难的时刻,因为困难最后好像都能解决,关关难过关关过,办法总比困难多。这也许与我们从事天然产物全合成领域有关,全合成极具挑战性,我们很少去谈创造过程,所以看不到所谓的痛苦,但是个人觉得经历痛苦是每一次脱胎换骨之际的必然过程。在全合成过程中,没有一条康庄大道,在目标分子合成的道路上曾经遇到过无数的黑暗,在黑暗中不断摸索,穷尽各种智慧,坚持不下去了还要咬牙坚持,只有不断地走下去,最终迎接光明的到来。绝大多数时候,反应都不是预想那样,失败无数,屡败屡战,越战越勇,内心更加强大。

7.您平时喜欢吃什么?(如果是菜肴的话在哪里吃的最好吃?)

平时喜欢吃妈妈做的菜。在老家吃的家乡特产最美味(李老师是广西玉林市北流市大伦镇人)。

8.自我评价一下自己最大的优点和最头疼的缺点是什么?

个人觉得自己最大的优点是:工作效率高,专注,勤奋;缺点是:太追求完美,英语口语发音不好,我的儿子有时都会笑话我的英语发音。

9.平时工作以外的时间,您都做些什么?(或者回答我们如果现在突然您意外得到一周的假期,您会用它来干什么?)

工作以外的时间,主要进行体育运动,例如与儿子一起打篮球,或者与我的太太一起打排球等,尽可多陪伴家人,因为平时太多的时间在实验室,而陪家人的时间太少了。

10.就您目前对您领域的了解,还有哪些瓶颈没有解决,希望您可以提出瓶颈的问题?

个人觉得需要解决:(1)来源稀缺天然产物的高效合成;(2)有机合成反应产物的高效分离(目前过柱分离产物消耗了大量的体力与时间)。

11.下一次您推荐我们采访谁。(此问题回答仅限中国的化学家以及在海外的华人化学家)。

推荐采访兰州大学樊春安教授。

笔者后记

天然产物全合成,特别是复杂天然产物分子的全合成,一直是分子级别“建筑设计师”的全合成化学家所追求的目标。硕士期间做个短暂的全合成,但是最后还是因为难度太大,驾驭天然产物分子的能力有限。。。。。。 前面写李昂老师专访时说到,全合成化学家无时无刻在挑战大自然的鬼斧神工,我虽不是天然产物全合成专业,但我深知天然产物分子在所有与化学相关领域研究中的重要性。初次了解的李闯创老师是对其工作“明星天然产物Vinigrol的高效不对称全合成”拜读,后来对李老师进行了一些化学家的介绍。当专访的邮件发给李老师时,李老师很爽快的就答应,用了一周的时间对这些问题给了答复。最后,非常感谢李老师给我们提供专访。

化学空间已经好久没有在华人化学家的版块来对化学家进行专访,这也是小编第一篇华人化学家的专访。是一个值得纪念的时间点✿✿ヽ(°▽°)ノ✿,下面就要考虑后面的路如何走下去,读有意义的博士,做有趣的科研。但是继续科普事业,让科学家的贡献得到普及,科学家成为大家心中的网红。

李闯创教授简历:

李闯创:

北京大学博士,美国Scripps研究所博士后,化学系终身教授,2012年被评为深圳市优秀教师,2013年获得深圳市自然科学奖一等奖,2014年获得广东省自然科学奖一等奖,2015年获得国家基金委优秀青年基金,2016年入选广东省百千万工程领军人才,2016年入选国家科技部中青年科技创新领军人才,2017年获得中国化学会“维善”天然产物合成创造奖,2017年获得“Thieme Chemistry Journal Award”奖,2017年入选国家高层次人才特殊支持计划领军人才。

相关链接:

世界著名化学家-李闯创

南科大李闯创团队完成高难度明星分子Vinigrol的高效全合成

成功入选国家中青年科技创新领军人才:攀登者李闯创

南科大李闯创团队最新JACS:高难度天然产物Cerorubenic acid-III的首次全合成

一叶萩分离产物:Flueggine

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