海外化学家

祝介平

本文作者:石油醚

概要

祝介平: 瑞士洛桑联邦理工学院化学系教授,有机化学家。

课题组主页:https://www.epfl.ch/labs/lspn/zhu/

教育经历

1984年  杭州师范大学,学士

1987年  兰州大学,硕士(李玉林教授)

1991年  法国第十一大学,博士(Prof. H.-P. Husson and Prof. J.-C. Quirion)

1991-1992年  德州农工大学博士后(Prof. Sir D. H. R. Barton)

1992-2000年   法国国家科学研究院,Chargé de Recherche

2000-2006年   法国国家科学研究院,Director of Research, 2nd class, at ICSN CNRS

2006-2010法国国家科学研究院,Director of Research, 1nd lass, at ICSN CNRS

2010-        洛桑联邦理工学院化学系,教授

荣誉与奖励

1996, CNRS bronze medal (1996)

1999, French Chemical Society SCF-Acros award (1999)

2002, AstraZeneca Award in Organic Chemistry (UK)

2002, Japan Society for Promotion of Science (JSPS) fellow

2003, Prix Emile Jungfleisch of French Academy of Sciences

2003, National Science Foundation Outstanding Young Oversea Scientist award (China)

2004, Liebig Lectureship of the German Chemical Society

2008, Novartis Chemistry Lecture Award (Switzerland)

2009, CNRS Silver medal

2010, French Chemical Society-Division of Organic Chemistry SCF-DCO award.

2015, Nankai University Lectureship on Organic Chemistry, Nankai University, Tianjing, P. R: China

2016, Royal Society of Chemistry (RSC) Natural Product Chemistry Award, UK

2017, KAIST-BK21 School of Molecular Science Lectureship award, South Korea

研究方向

祝介平教授小组兴趣主要集中在复杂天然分子的全合成,新型高效合成方法的开发和不对称催化方面的研究。其主要研究分为下四个方面:

  • 天然产物的全合成,
  • 多组分反应
  • 金属催化的多米诺工艺,
  • 催化对映选择性转化
  1. 天然产物全合成1-7

结构复杂的天然产物分子和药物分子为开发新的合成策略/新反应提供了动力。作为回报,如此发展的新合成技术通常可以在合成其他看似无关的分子靶标中找到应用。祝介平小组为了探索目标追求与合成方法/策略发展之间的协同作用是指导Zhu-Lab在天然产物全合成领域进行工作的关键原则。

以下是祝介平小组合成的精选天然产物(图 1):

图 1 天然产物全合成

  1. 金属催化的多米诺反应8-12

与多组分反应一样,多米诺反应是另一种类型的反应,具有高成键效率,因此适合复杂分子的合成。Zhu-Lab对以下两种类型的多米诺骨牌工艺的开发特别感兴趣。 

a)通过C-H活化/官能化团终止Pd(0)催化的多米诺反应(图 2)

图 2 多米诺反应

多米诺反应提出了一个罕见的例子,其中C(Sp3)-H键被C(Sp3)-Pd(II)活化,形成新C-C键。

b)Pd(II)催化两个亲核试剂的多米诺反应(图 3)。

图 3 多米诺反应

  1. 底物合理的设计多组分反应13-19

多组分反应(MCR)是一种过程,将三种或更多种反应物合并在以产生一种化学产物一起化学操作。混合三个或三个以上反应底物,每个底物带有一个不同反应性的官能团,就可能会引发不同的反应的发生,从而导致最终产物的不同。另外,MCR的多组分反应性质意味着任何双分子反应都将产生新的中间体,而该中间体又会进入反应过程。因此,在设计新颖的MCR时,不仅必须仔细考虑各种官能团的反应性匹配,而且还必须仔细考虑初期的中间体的互相匹配的问题。

Zhu-Lab 一直在为MCR反应及其意外的相互作用结合来开发合理的“底物设计法”。以下方案就是一个典型示例。所设计的底物1包含四个官能团:氰基,酰胺,双键和酯。通过将氰基碳与原位生成的亚胺发生亲核加成的反应,所有具有反应性官能团都以高度有序的方式参与了反应过程,从而得到所设计反应的理想底物。不需要外部试剂,加热是唯一促进该MCR反应的外部能量,从而导致五个化学键同时形成三环系统。水和甲醇是该MCR中产生的副产物(图 4)。

图 4 多组分反应

  1. 催化对映选择性转化20-25

在这一研究领域中,Zhu-Lab一直在寻求发现具有重要合成意义的反应,其催化对映体选择性形式暂且未知,或者仅在有限的应用范围/效率内。寻找这些问题的解决方案时,Zhu-Lab并不局限于特定的催化家族。相反,Zhu小组将根据自己的工作假设,当然也基于偶然性,探索理论合理的可用催化体系。如路易斯酸催化(图 5),手性磷酸催化(图 6),手性碱催化(图 7)等。

图 5 路易斯酸催化

图 6 手性磷酸催化

图 7 手性碱催化

其他

ChemStation对祝介平教授的“1,3-二烯的选择性1,2-氨基异硫氰化反应”的工作做了介绍。

ChemStation对祝介平教授的“Barton-Zard反应中间体的动力学拆分的工作做了介绍。

参考文献

  1. Li, G.; Piemontesi, C.; Wang, Q.; Zhu, J., Angew. Chem. Int. Ed. 2019,58(9), 2870-2874, doi: 10.1002/anie.201813920.
  2. Torres-Ochoa, R. O.; Buyck, T.; Wang, Q.; Zhu, J., Angew. Chem. Int. Ed. 2018,57(20), 5679-5683, doi:10.1002/anie.201800746.
  3. Piemontesi, C.; Wang, Q.; Zhu, J., J. Am. Chem. Soc. 2016,138(35), 11148-11151, doi:10.1021/jacs.6b07846.
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  8. Budai, B.; Leclair, A.; Wang, Q.; Zhu, J., Angew. Chem. Int. Ed. 2019,58(30), 10305-10309, doi: 10.1002/anie.201904263.
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  21. He, Y.-P.; Wu, H.; Wang, Q.; Zhu, J., Angew. Chem. Int. Ed. 2020,59(5), 2105-2109, doi:10.1002/anie.201914049.
  22. Wu, H.; Wang, Q.; Zhu, J., J. Am. Chem. Soc. 2019,141(29), 11372-11377, doi:10.1021/jacs.9b04551.
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  24. Wu, H.; Wang, Q.; Zhu, J., Angew. Chem. Int. Ed. 2018,57(10), 2721-2725, doi:10.1002/anie.201713329.
  25. Tong, S.; Limouni, A.; Wang, Q.; Wang, M.-X.; Zhu, J., Angew. Chem. Int. Ed. 2017,56(45), 14192-14196, doi:10.1002/anie.201709133.
  26. 26.上面所有的图来自祝介平教授课题组主页

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