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，来自巴塞尔大学的博士生陈栋萍为我们分享。
2024年7月19日， Nature Chemistry在线发表了来自瑞士巴塞尔大学的Thomas R. Ward教授课题组题为「An Evolved Artificial Radical Cyclase Enables the Construction of Bicyclic Terpenoid Scaffolds via an H-Atom Transfer Pathway」的研究论文。基于生物素和链霉亲和素的强亲和力，作者通过在工程化改造的嵌合链霉亲和素中锚定生物素[Co(schiff-base)] 的人造辅因子而构建了人工自由基环化酶（ARCase）。经过计算辅助的蛋白改造以及两轮定向进化获得的最佳突变体可以顺利地催化自由基环化反应，一步合成具有cis-5-6-稠环结构和高对映选择性的双环产物。QM/MM计算以及单晶结构证明突变引入的组氨酸残基与催化中心的钴原子具有配位作用。通过对反应过程的实时监测，揭露了ARCase 成功地催化了一个包含两步反应的级联过程，即钴氢介导的自由基环化和共轭还原反应。此外，ARCase对二烯酮底物的变化表现出较好的耐受性，并且结合化学合成与酶合成策略，可以快速实现萜类化合物中的三环骨架的手性构建， 展示了其在复杂萜类化合物甚至药物分子合成中的潜力。
“An Evolved Artificial Radical Cyclase Enables the Construction of Bicyclic Terpenoid Scaffolds via an H-Atom Transfer Pathway.
Dongping Chen‡, Xiang Zhang‡ Anastassia Andreevna Vorobieva, Ryo Tachibana, Alina Stein, Roman P. Jakob, Zhi Zou, Damian Alexander Graf, Ang Li, Timm Maier, Bruno E. Correia*, Thomas R. Ward*
Nat.Chem. 2024. Doi: 10.1038/s41557-024-01562-5”
Q1. 请对“An Evolved Artificial Radical Cyclase Enables the Construction of Bicyclic Terpenoid Scaffolds via an H-Atom Transfer Pathway”作一个简单介绍。
自然界利用天然萜类环化酶通过阳离子机制可以产生复杂的萜类化合物，但其他的反应途径比如自由基环化途径却尚未得到充分地探索。金属催化的氢原子转移（M-HAT）反应可以高效地实现非活化烯烃的氢官能团化，进而为从链状多烯前体到多环萜类骨架提供了一种有效的转化策略。人工金属酶是一种可以将均相催化体系高效地引入到基因可控的蛋白质骨架中的催化模式，为将非天然的 M-HAT 反应引入进自然界的生物催化提供了一个可靠的策略。在该工作中，依赖于生物素和链霉亲和素的强亲和力，我们报道了基于M-HAT 反应的人工自由基环化酶（ARCase）的设计和构建。我们首先设计并合成了多个生物素连接的、Salophen作为配体的钴金属化合物，并通过条件优化获得了表现最佳的金属化合物作为ARCase的人工辅因子。我们进一步与瑞士洛桑理工学院的Correia课题组合作，设计并构建了嵌合型的链霉亲和素的蛋白骨架库，通过在活化中心上方引入长度不一、形状各异的环片段来增强其密闭性。借助基于细胞裂解液的快速筛选和纯化蛋白的进一步验证，我们成功获得了活性和选择性均进一步提高的嵌合链霉亲和素ARCase的蛋白骨架，并发现该骨架成功地嵌入了16个氨基酸序列的、含α螺旋结构的环片段。经过两轮蛋白改造，我们发现了一个含双突变体的ARCase可以构建具有cis-5-6-稠环结构的双环环化产物， 并且选择性高达 97% ee。通过QM/MM计算以及单晶结构解析， 我们确认了突变引入的组氨酸残基与催化中心的钴原子的配位作用。我们推测该配位作用不仅可以进一步稳定人工辅因子在蛋白环境中的构象，而且还可以增强其的电子云密度，从而极大地提高了M-HAT反应活性。进一步通过对反应过程的实时监测，我们发现ARCase 成功地催化了一个含两步反应的级联过程，即钴氢介导的自由基环化和共轭还原反应。在底物拓展中， ARCase对二烯酮底物的变化表现出较好的耐受性，并且结合化学合成与酶合成策略，可以快速实现萜类化合物中的三环骨架的手性构建， 展示了其在复杂萜类化合物甚至药物分子合成中的潜力。
Q2.在研究的时候遇到过怎样的困难呢？又是怎样克服的呢？
当我们发现双突变体能够得到不错的选择性时，我们进行了一系列的优化，然而收率还是不能提高。为此，我们苦恼了一段时间。我们尝试从生物催化的角度思考，是不是可能存在产物进一步转化。为此，我们把消旋的标准产物投入到反应体系中，发现了产物被进一步消耗，并且出现动力学拆分的现象。因此，我们把可能生成的副产物通过化学方法合成出来， 与酶催化反应体系进行比较，最终确认是目标产物的烯酮官能团会被进一步还原，而对反应过程的实时监测也进一步验证了我们的猜想。通过对反应结果的思考和研究，我们顺利地揭露了ARCase可以实现基于M-HAT的含两步反应的级联过程的有趣现象。
Q3.本次研究主体，有没有什么让您感觉特别辛苦和烧脑呢？
我们的工作从开始到结束，处在组里青黄不接的过渡期，尤其是生物方面的技能急需有人能够推动课题前进，为此我也沮丧了一段时间，这也逼迫我换一个角度思考，学习并掌握推动这个课题前进所需要的生物知识。
Q4. 将来想继续研究化学的哪个方向呢？
目前，博士即将毕业。希望以后能够从事人工金属酶，蛋白设计，合成生物学的相关工作。
Q5. 最后，有什么想对各位读者说的吗？
科学研究是一个需要不断试错、不断探索的旅途，大部分时间并不一定能够如己所愿，但贵在坚持，我们可以从这个旅途中得到多个维度的训练，而这些经验教训对以后的研究工作来说是一个宝贵的财富。我很感激在这个项目的探索过程中，我的导师Prof. Thomas R. Ward对我的耐心指导，无条件地支持和极大的鼓励，促使我快速成长并积极推动课题前进。很感激我们团队里的每一个成员的努力，他们也为这份工作的发表做出了巨大贡献。这份工作将会成为我的个人成长和职业发展中非常重要的经历。
作者教育背景简介
教育背景：
2020.08-现在，博士在读，巴塞尔大学， Prof. Thomas R Ward
2014.09-2017.07， 硕士，上海有机化学研究所， 汤文军研究员
2010.09-2014.06，学士，南京工业大学
获奖经历：
2024， Swiss Chemistry Travel Award
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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。
“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.”
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.在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，有什么想对各位读者说的吗？
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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作者：石油醚
本期热点研究，我们邀请到了本文第一作者，来自加斯坦福大学的张嘉博士为我们分享。
2024年8月5日，J. Am. Chem. Soc.在线发表了来自斯坦福大学的Robert M. Waymouth教授团队题为「Highly Selective O-Phenylene Bisurea Catalysts for ROP: Stabilization of Oxyanion Transition State by a Semiflexible Hydrogen Bond Pocket」的研究论文。在本文中，作者开发了一种新型的O-Phenylene Bisurea (OPBU)催化剂，用于环状开链聚合（ROP）。这种催化剂不仅反应迅速、可调性强，而且选择性优异，比传统催化剂（如硫脲、尿素和TBD）高出8到120倍。OPBU催化剂能在几秒到几分钟内实现超过95%的高转化率，产生分子量精准且分散度极低的聚合物。
“Highly Selective O-Phenylene Bisurea Catalysts for ROP: Stabilization of Oxyanion Transition State by a Semiflexible Hydrogen Bond Pocket
Jia Zhang, Kai Hin Lui, Rachele Zunino, Yuan Jia, Romain Morodo, Niklas Warlin, James L. Hedrick, Giovanni Talarico, Robert M. Waymouth*
J. Am. Chem. Soc. 2024, ASAP, doi: 10.1021/jacs.4c04740”
Q1. 请对“Highly Selective O-Phenylene Bisurea Catalysts for ROP: Stabilization of Oxyanion Transition State by a Semiflexible Hydrogen Bond Pocket”作一个简单介绍。
我们开发了一种新型的O-Phenylene Bisurea (OPBU)催化剂，用于环状开链聚合（ROP）。这种催化剂不仅反应迅速、可调性强，而且选择性优异，比传统催化剂（如硫脲、尿素和TBD）高出8到120倍。OPBU催化剂能在几秒到几分钟内实现超过95%的高转化率，产生分子量精准且分散度极低的聚合物。密度泛函理论（DFT）计算显示，催化剂通过类似于酶催化中的“氧负离子孔洞”的氢键口袋稳定氧负离子过渡态。这些新型催化剂在有机催化领域提供了新的选择，其优越的性能和可调性为控制聚合物合成带来了新的可能性。
In this study, we introduced a new type of O-Phenylene Bisurea (OPBU) catalyst for ring-opening polymerization (ROP). This catalyst is not only fast and easily tunable but also exhibits exceptional selectivity, outperforming traditional catalysts (such as thiourea, urea, and TBD) by 8 to 120 times. OPBU catalysts enable ROP of various monomers, achieving over 95% conversion in seconds to minutes, producing polymers with precise molecular weights and very low dispersity (Đ ≈ 1.01). Density functional theory (DFT) calculations reveal that the catalysts stabilize the oxyanion transition state via a hydrogen bond pocket similar to the “oxyanion hole” in enzymatic catalysis. These new insights provide a new class of organic catalysts with excellent performance and tunability, opening up new opportunities for controlled polymer synthesis.
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
在这项研究中，我们遇到了两个主要困难。首先是如何对选择性进行定量测量。以往文献中报告的新型ROP催化剂通常仅依赖GPC结果，由于GPC的精度有限，难以直接比较不同催化剂的选择性。为了解决这个问题，我们设计了一个实验，以更准确地估算链增长与链转移的选择比，从而实现了对许多之前催化剂的准确比较。
其次，关于DFT计算，我们面临了复杂的挑战。反应物复合物可以形成多种不同的构象，使得计算变得非常复杂。尽管这方面我不是专家，但我们的合作伙伴Rachele Zunino（共同一作）非常出色地解决了这个问题，成功地展示了合理的反应机制。
We encountered two main difficulties in this research. First was developing a quantitative measurement of the selectivity parameter. Previously, new selective ROP catalysts reported in the literature usually relied solely on GPC results, which are not precise enough for good comparison between different catalysts. To address this, we designed kinetic experiments to provide a more accurate estimation of the selectivity ratio of chain growth versus chain transfer, allowing us to make fair comparisons among many previous catalysts.
Second, regarding DFT calculations, we faced challenges due to the many different conformations that reactant complexes can access, making the computations very complex. Although I am not an expert in this area, our collaborator Rachele Zunino brilliantly tackled this issue and was able to demonstrate a reasonable reaction mechanism.
Q3. 本次研究主体，有没有什么让您感觉特别辛苦和烧脑呢？
论文最大的卖点肯定是催化剂的结构设计， 但是研究过程中最耗时且挑战性最大的部分其实是收集可靠的动力学数据和pKa测量。我为了这个课题前后进行了超过一百次动力学实验，打了近千次核磁谱。这些实验对建立关系并深入理解反应机理至关重要。此外，pKa测量也非常困难，因为这些测量需要在极低浓度下进行，并且水分含量必须控制在极低水平，否则会导致测量不准确。这些繁琐的工作确实让人感到非常吃力。
The most time-consuming and overwhelming aspects were gathering reliable kinetic data and pKa measurements. To ensure accurate data, I probably conducted over a hundred kinetic experiments and nearly a thousand NMR runs. These experiments were crucial for establishing relationships and understanding the reaction mechanisms. Additionally, pKa measurements for a library of compounds were challenging due to the need for measurements at very low concentrations and maintaining an exceptionally low level of water/oxygen content to avoid inaccuracies. These tasks were indeed quite laborious and mentally demanding.
Q4. 将来想继续研究化学的哪个方向呢？
我最近刚刚毕业，并且进入了一家涂料公司工作。未来，我的研究将主要集中在开发高性能且环保的涂料上。我希望通过研究和开发新的涂料配方来提高产品的性能，同时减少对环境的影响。
I recently graduated and have started a position at a coatings company. In the future, my research will focus on developing high-performance and eco-friendly coatings. I aim to improve product performance while reducing environmental impact through the development of new coating formulations.
Q5. 最后，有什么想对各位读者说的吗？
我希望我们的研究能够激发更多的科研人员在催化剂设计和功能化学方面的探索。科学研究是一项团队合作的工作，我要特别感谢我的团队成员,尤其是Kai Hin Lui和Rachele Zunino的鼎力相助。希望大家能继续关注和支持我们的研究成果。也祝愿大家科研顺利，多发论文。
I hope our research inspires more scientists to explore catalyst design and functional chemistry. Scientific research is a collaborative effort, and I am especially grateful to my team members and funding agencies for their support. I look forward to continued attention and support for our research results.
论文第一作者简介
教育背景：
- 2014- 2018 Carleton College 化学学士 (advisor: Matthew Whited)
- 2019-2024 Stanford University 化学博士 (advisor: Robert Waymouth)
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：小山 靖人 Yasuhito Koyama
翻译：炸鸡
小山靖人，日本有机化学家，现为日本富山县立大学工学部医药品工学科教授。
教育经历
2000年3月 毕业于北海道大学理学部化学科
2000年4月 入学北海道大学大学院理学研究科化学专攻硕士课程
2002年3月 毕业于北海道大学大学院理学研究科化学专攻硕士课程（指导教师：村井章夫教授）
2002年4月 入学东北大学大学院理学研究科化学专攻博士课程
2005年3月 毕业于东北大学大学院理学研究科化学专攻博士课程（指导教师：平间正博教授）
2005年3月 取得博士（理学）（东北大学）学位
职历
2005年4月 日本学术振兴会特别研究员（PD，东京工业大学，指导教师：铃木启介教授）
2007年3月 东京工业大学大学院理工学研究科 有机・高分子物质专攻 助手（高田十志和教授）
2007年4月 任同职 助教
2013年1月 北海道大学催化化学研究中心 副教授
2016年4月 富山县立大学工学部医药品工学科 副教授
2021年4月-现在 同上 教授
2016年4月～2017年3月 北海道大学催化科学研究所 客座副教授
研究领域
有机化学﹑高分子合成﹑超分子化学
研究业绩
截至2022年11月5日
原著论文：99篇﹑综述和解说：10篇﹑著作：11部﹑专利（公开）：8件
所属学会
日本化学会、有机合成化学协会、高分子学会、日本橡胶协会、催化学会、日本过程学会
获奖经历
2004年5月 日本化学会第84届春季年会学生演讲奖
2008年5月 有机合成化学协会研究企划奖
2008年5月 日本化学会第88届春季年会优秀演讲奖（学术）
2009年5月 日本化学会第88届春季年会优秀演讲奖（学术）
2009年9月 东京工业大学工学系青年激励奖
2009年10月 第5届CERI最优秀发表论文奖
2009年10月 第21届弹性体讨论会优秀发表奖
2011年2月 第1届田中橡胶化学技术奖
2011年5月 第2届普利司通软材料前沿奖（鼓励奖）
2011年5月 2011年日本橡胶协会年会青年优秀发表奖
2012年2月 手岛纪念奖论文奖
2012年5月 2011年度高分子研究激励奖
2012年5月 第12届CERI最优秀发表论文奖
2012年8月 东京工业大学挑战性研究奖
2013年10月 “元素模块高分子材料的创造”第1届青年研讨会优秀演讲奖
2017年4月 长濑学术振兴奖
2021年5月 第38届富山奖
研究概要
1. 具有重复结构的天然中分子的快速合成方法的开发及其特性评价
分子量约为500～3,000的生理活性分子被称为中分子，中分子是生命科学领域的热点研究对象。我们致力于开发快速、大量合成中分子方法，现在正在尝试通过聚合的方法合成分子中重复出现的结构，现介绍目前为止的两个成果。
多肽的交替共聚合方法的开发及交替序列的功能探索1)
将醛、胺和含有异氰基的羧酸三种成分混合后，可以进行以Ugi反应为基本反应的聚合反应，从而在单一反应器中获得肽的交替共聚物。由于这种方法不但简便还可以大量合成有序列的多肽，因此我们正在多方面推进基于多肽的材料开发。
糖链移植法的开发和寡糖配糖分子的一锅合成2)
我正在研究利用糖型环状亚硫酸钠进行糖链移植法达到迅速合成同质寡糖配糖分子的目的。在使用含有醇基的糖原作为聚合引发剂的情况下，加入酸和MS 3A，聚合反应就发生了且伴随着SO2的释放，从而可以一步获得寡糖，寡糖的聚合度由引发剂和环状亚硫酸钠投料比例而定。通过这种方法，我们希望合成具有生理活性的分子，如Glycyrrhizin、Quercetin-3-O-sophoroside、α-Galactosyl ceramide α-(1,2) analogue等生物活性分子以及它们不同糖链长度的衍生物，并评估糖链长度对物性的影响。
2. 用于自动合成高分子的氧化腈反应试剂的开发3),4)
为了能够自由地改性周围的聚合物，我们已经开发了几种氧化腈试剂。由于氧化腈很活泼，可以在没有催化剂的作用下与各种不饱和键进行加成反应，但同时也会发生自我分解反应。因此，通过在氧化腈的周围引入庞大的取代基，我们开发出了兼具稳定性和高反应性的试剂。常见的聚合物如橡胶和树脂中通常含有烯烃或腈基，只需将这些试剂与其混合，就可以促进这些常见聚合物的交联和修饰反应。
参考文献
１）小山靖人,* ペプチドの交互共重合法の開発と交互配列の機能探索, 有機合成化学協会誌, 2022, 80, 941-951. DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.80.941.
２）A. B. Ihsan, Y. Koyama,* Substituent optimization of (1→2)-glucopyranan for tough, strong, and highly stretchable film with dynamic interchain interactions, ACS Macro Lett. 2020, 9, 720-724. DOI: 10.1021/acsmacrolett.0c00266.
３）S. Ooba, N. Nakajima, M. Hamada, T. Takata, Y. Koyama,* Synthesis and reations of homoditopic stable nitrile N-oxide as a powerful tool for catalyst-free constructions of macromolecular architectures, Macromol. Chem. Phys. 2022, 2200183. DOI: 10.1002/macp.202200183.
４）小山靖人,* 高田十志和,* クリック反応のためのニトリルオキシド反応剤：炭素-炭素結合形成を伴う無触媒環化付加反応, 有機合成化学協会誌, 2016, 74, 866-876. DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.74.866.
相关链接
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：第174回―「特殊な性質を持つフルオロカーボンの化学」David Lemal教授
翻译：炸鸡
第174回海外化学家采访的是达特茅斯学院化学系的David Lemal教授。David Lemal教授致力于珍稀有机物（稳定的和不稳定的化合物）的合成，以及化学反应、尤其是有机反应的机理研究。下面是这次的采访。
Q.请问您为什么会选择成为一名化学家呢？
我小时候在ChemCraft的化学套装中看到各种五颜六色的固体和液体排列在一起时，我就对化学物质及物质的变换产生了兴趣。此后，我开始在纽约的Eimer & Amend买化学试剂，存放在地下实验室，家人的朋友又送给我一瓶含有数磅氯酸钾的液体。从此，只要有硫磺和木炭，我就能够自制各种火药。
然而，当我上高中时，我的兴趣转向了体育和女生，而且化学课也只有一节，并没有引起我太大的注意。学生和老师都没有机会接触化学试剂，但有两个例外: 对在课堂上讲闲话的学生，老师会使用二氧化碳灭火器向他们喷，或者泼氨水。但是，老师从来没有对学生提出的问题从化学的角度给出回答。无论是什么问题，老师都会敷衍道：“这是上帝的意愿”，“等你上大学就会明白了”。
进入大学后，我的最初志愿是医学部，同时还修习了比较解剖学和有机化学。虽然我不喜欢解剖动物，但在有机化学实验室中度过了非常愉快的时光。这些经历变成了我选择成为一名化学教授的契机。当时杜邦公司的宣传标语“Better things for better living through chemistry”也进一步影响了我的职业选择。
Q.如果您不当化学家的话，您会选择从事哪个行业呢？为什么？
科学技术是我最感兴趣的知识领域之一。虽然成为一名生物学家也不错，但这和我从事化学研究是近似的，所以需要一个别的选项吧。那么我会选工程学，特别是生物医学领域，非常具有吸引力。这个领域有许多显著的成功案例，以及对未来充满希望的前景。
Q.您现在进行的是什么研究呢？您具体想怎么做呢？
我从事的是以氟碳化学为中心的研究。氢形成了大多数有机分子的“外皮”，而我使用氟代替了氢。由于氟碳化合物与烃类分子在性质和化学行为上有着显著的差异，因此可以在人们的生活生产活动中找到许多无法替代的用途。研究的最终目标是理解有机分子中氟取代的效果。我与合作研究者一起选择在氟碳化合物中可能表现出罕见的物理化学性质的分子，例如高度扭曲、富含能量且具有极高反应性的分子。然后，我们尝试合成这些分子，并研究它们的性质和行为。
我目前正在尝试合成高度氟化的双环[1.1.0]丁烷。根据量子力学计算，预测该化学键存在强烈的扭曲，并且由于氟取代基的特性，具有非常显著的反应性。我很期待能够验证这些猜测。
Q.如果您有机会与一个历史人物共进晚餐，您会选谁，为什么呢？
玛丽·居里。她是一个非常了不起的人物。她在化学和物理两个领域都被授予了诺贝尔奖，这对任何人来说都是令人惊叹的壮举。作为20世纪初的一位女性，她的成就令人惊叹。我小时候看了有关她发现镭的电影，这成为我选择化学的契机之一。
Q.您最后一次亲手做实验是在什么时候呢？具体做了什么呢？
就在今天早上，我在目标分子的合成路径中遇到了一些困难，关键的反应没有成功，生成了意外的产物。在今天的实验中，我需要对产物进行分离和纯化，并进行结构确定。一旦完成这些步骤，我就能明白化学反应出现错误的原因。
Q.如果您被滞留在一个满是沙漠的孤岛上，只能选一个的话您会带什么书和音乐?
这要看我是被困在岛上还是在岛上享受奢侈的生活。如果是前者，我会选择带上劳拉·希伦布兰德的《Unbroken》（一个关于在令人难以置信的困境中展现出伟大生存能力的故事）。如果是后者，我可能会选库默尔的《Quantum》（这是一个关于爱因斯坦和尼尔斯·玻尔数十年争论的故事，聚焦于现实的本质，是20世纪物理学的迷人历史）。音乐专辑的话，我可能会选择百老汇音乐剧的热门曲目集。
Q.您最想看哪位化学家的采访？
Albert Eschenmoser教授。Eschenmoser教授因在维生素B12合成方面的创新性成就而获得诺贝尔奖，并在有机合成化学和有机反应机理等领域做出了巨大贡献。在这个行业中，没有其他人能够与他相提并论。（小编注: Albert Eschenmoser教授已于2023年去世）
还有Edward Curtis Taylor。他是普林斯顿大学的荣誉教授（采访当时），他曾与礼来公司（源自美国的跨国制药公司，总部位于印第安纳波利斯）合作发现了培美曲塞（Alimta），这是一个非常成功的抗癌药物，这个药物的发现开启了他多产且优秀的职业生涯。即使在他88岁高龄，他仍然充满活力，看起来就像60岁，这让人非常羡慕。（小编注: Edward Curtis Taylor教授已于2017年去世）
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改编自Chem-Station网站日本版 原文链接：有賀 克彦 Katsuhiko Ariga
翻译：炸鸡
有贺克彦（1962-），日本材料化学家，纳米技术专家，超分子化学家。
担任物质材料机构（NIMS）和国际纳米建构研究中心（MANA）首席研究员。现任东京大学大学院新领域创造科学研究科物质系专攻教授。
履历
1987年 获得东京工业大学硕士学位
1990年 获得东京工业大学博士学位
1987年-1992年 东京工业大学工学部生体理工学部研究助理
1990年-1992年 得克萨斯州大学博士研究員 兼任
1992年-1997年 JST 超分子研究项目负责人
1998年-2001年 奈良先端科学技术大学院大学 助理教授
2001年-2003年 JST 相田纳米空间研究项目 负责人
2004年- 物质・材料研究项目负责人
2007年MANA 主任研究员
2017年- 東京大学大学院新领域创成科学研究科物质系 専攻教授
担任以下期刊的审稿人
Editor-in-Chief of Bulletin of the Chemical Society of Japan
Executive Advisory Board of Advanced Materials
International Advisory Board of Angewandte Chemie International Edition
International Advisory Board of Chemistry An Asian Journal
International Advisory Board of ChemNanoMat
International Advisory Board of Journal of the Indonesian Chemical Society
Executive Board Member of Small Methods
Editorial Board Member of Chemistry of Materials
Editorial Board Member of Langmuir (- 2014)
Editorial Board Member of ACS Applied Materials & Interfaces
Editorial Board Member of Appl. Mater. Today
Editorial Board Member of Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials
Editorial Board Member of Green Energy Environ.
Editorial Board Member of Molecular Catalysis
Editorial Board Member of Materials
Advisory Editor of Japanese Journal of Applied Physics
Advisory Editor of Applied Physics Express
Advisory Board Member of Physical Chemistry Chemical Physics
Advisory Board Member of Cell Reports Physical Science
Advisory Board Member of Applied Surface Science
Advisory Panel of Nanotechnology (- 2018)
Associate Editor of Physical Chemistry Chemical Physics (-2016)
Associate Editor of Science and Technology of Advanced Materials
Associate Editor of Journal of Oleo Science
Section Editor of Chemistry Letters (-2016)
获奖经历
2010 Nice-Step Researcher 2010 (National Institute of Science and Policy, Japan)
2011 ISCB Award for Excellence 2011 (Indian Society of Chemists and Biologists)
2014- World Economic Forum, Global Agenda Councils (Nanotechnology) Member
2015 Contribution Award, Japan Society of Coordination Chemistry (JSCC)
2019 Langmuir Lectureship Award (American Chemical Society)
2021 CSJ Awards (Chemical Society of Japan)
Fellow of The Royal Society of Chemistry
Highly Cited Researcher (Clarivate Analytics) One of world’s most influential researchers.
Honorary Member of Materials Research Society of India (MRSI)
Member of World Economic Forum Expert Network
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：エドウィン・サザン Edwin M. Southern
翻译：炸鸡
Edwin M. Southern（Edwin M. Southern；1938年6月7日-），英国分子生物学家，牛津大学名誉教授。Southern教授以开发成为DNA鉴定基础的Southern印迹法和DNA微阵列的基础技术而闻名。
履历
1958 毕业于曼彻斯特大学化学专业
1962 格拉斯哥大学获得博士学位（化学）
1963 ARC Low Temperature Research Station, Cambridge 研究员
1967 MRC Mammalian Genome Unit, Edinburgh 研究员
1980-85 MRC Mammalian Genome Unit, Edinburgh 所长
1980-85 MRC Clinical and Population Cytogenetics Unit 副所长
1985-1991 牛津大学生物化学系系主任
2005 牛津大学名誉教授。
获奖经历
1979 Lilley Fellow, Woods Hole Laboratory
1981 Biochemical Society BDH Gold Medal for Analytical Biochemistry
1983 皇家学会院士
1984 Analytica Prize 德国生物化学学会
1986 Herbert A. Sober Memorial Lectureship 美国生物化学学会
1988美国文理科学院Foreign Member
1989 IBM Europe Prize for Science and Technology
1990 盖尔德纳国际奖
1994 Miami Symposium Special Achievement Award
1998 皇家奖章
1999 CMB-Roche Award
1999 American Association for Molecular Pathology Award for Excellence in Molecular Diagnostics
2003 被授予下级勋位爵士
2002 Sir Frederick Gowland Hopkins medal of the Biochemical Society
2005 拉斯克临床医学研究奖
2005 ABRF Award（Association of Biomolecular Resource Facilities, USA）
2012 美国爱丁堡皇家学会荣誉会员
2019 科睿唯安引文桂冠奖
研究业绩
Southern印迹法开的发：
在1970年代，Southern教授开发了一种名为Southern印迹法的技术，通过混合液中含有不同碱基序列的各种双螺旋DNA，可以确认特定碱基序列的有无。
图1 Southern印迹法
在这个方法中，首先通过琼脂糖凝胶电泳，根据DNA的长度进行分离。接着，将得到的凝胶浸入强碱溶液中，将双链DNA解离为单链。随后，将转录膜（如硝化纤维素膜）压在凝胶上，通过毛细现象将DNA分子转录到膜上。对得到的膜，可以通过添加标记有放射性同位素或酶等的单链DNA探针等手段，特异性地检测出与探针DNA序列匹配的DNA。
Southern blotting法首次使检测复杂生物基因组中特定DNA成为可能，广泛应用于生物学研究以及DNA鉴定、基因组图谱绘制、遗传病诊断等领域。
DNA微阵列的开发
Southern教授的另一个重要成就是DNA微阵列技术的基础开发。在1980年代后期，Southern教授创立了一种在玻璃基板上原位合成寡核苷酸并检测DNA相互作用的方法。通过在基板上合成大量不同序列的DNA，然后通过平行的杂交实现DNA相互作用的检测，这种方法成为后来Affymetrix公司和斯坦福大学的Patrick Brown教授开发的高密度DNA微阵列的原型。
图2. 受到Southern教授启发的DNA微阵列
轶事
1973年，Southern教授发明了Southern印迹法，并准备向《Journal of Molecular Biology》投稿，然而，由于该论文以方法为主，最后遭到了拒稿。尽管如此，Southern教授仍然大方地向其他研究者公开了这一未发表的方法，且没有申请专利，让Southern印迹法得以广泛传播。另一方面由于人们对知识产权的认识发生了变化，Southern教授于1988年获得了相关专利。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：諸熊 奎治 Keiji Morokuma
翻译：炸鸡
诸熊 奎治(1934年7月12日-2017年11月27日，出生地日本鹿儿岛市)，日本计算化学家(照片来自：产经新聞)，美国埃默里大学名誉教授。
履历
1957 京都大学工学部 毕业
1962-1966 京都大学工学部 研究助手
1963 获得工学博士学位
1964-1966 哥伦比亚大学博士研究员
1966-1967 哈佛大学 博士研究员
1967 罗彻斯特大学 助理教授
1969 罗彻斯特大学 副教授
1971 罗彻斯特大学 教授
1976 分子化学研究所
1993 埃默里大学 教授
2006 埃默里大学 名誉教授
2006-2017 京都大学京都大学福井谦一纪念研究中心研究主任
获奖经历
1978 International Molecular Science Award
1992 日本化学会賞
1993 Schrödinger Medal
2005 福井奖章
2008 恩赐奖 日本学士院奖
研究概要
ONIOM 方法的开发
通过在核心部分采用高精度计算，然后在远离核心部分采用精度较低但简便的计算方法，ONIOM方法既能够降低计算成本，又能够得到合理的结果。这种计算的分层结构很像洋葱，故称为ONIOM（洋葱）方法。特别是在例如蛋白质的巨大分子或复杂系统现象的计算中，ONIOM方法展现出了卓越的性能。
其他
- 喜欢在参加学会出差的周末搭乘火车远行。
- 从40岁开始学习网球，每周会流汗1到2次。不太擅长跑步，所以很讨厌跑步。
- 喜欢莫扎特，经常去听音乐会。对电影完全没有兴趣。
- 生前在京都市内与妻子一起生活。夫妇育有3个儿子和1个女儿（1-4：摘自产经新闻）。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：ステファン・カスケル Stefan Kaskel
翻译：炸鸡
Stefan Kaskel（1969年2月24日-），德国化学家。德累斯顿工业大学（TU Dresden）教授。（照片：TU Dresden）
履历
1990-1995 蒂宾根大学 本科
1995-1998 博士（指导教授：Joachim Strähle），专业排名第一
1998-2000 受到德国洪堡基金会The Theodor Rehman Fellowship资助，在美国爱荷华大学埃姆斯研究中心进行研究活动
2000-2003 马克斯·普朗克煤研究所 波鸿大学（指导教授：Ferdi Schüth）
2004- 德累斯顿工业大学 C4教授
获奖经历
1997, Young Scientist Award, European Powder Diffraction Conference, Parma, Italy
1998–2000 Feodor Lynen-Fellowship of the Alexander von Humboldt-Foundation
2000–2002 Reimar Lüst-Fellowship of the Max-Planck-Society
2003 Young Scientist Nanotechnology Award of the Federal Ministry of Education and Research
2015 日本学术振兴会奖
2017, Highly cited researcher (Clarivate Analytics)
2017, ERC Advanced Grant “Amplipore”
2016, Highly cited researcher (state of innovation, formerly Thomson Reuters)
研究业绩
开发了可以应用于储存能量，催化剂，电池，分离技术的多孔纳米材料（合成，结构，功能）。一直以来致力于MOF﹑多孔性碳材料﹑CVD、CNT、吸附﹑印刷等研究。已经发表了400多篇学术著作，被引次数超过22000（Google 学术 H-指数为80），并拥有50多项专利。在2016年和2017年，分别被Thomson Reuters和Clarivate Analytics认定为 ‘Highly Cited Researcher’。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：ウォルター・コーン Walter Kohn
翻译：炸鸡
Walter Kohn（1923年3月9日-2016 年 4 月 19 日），美国理论化学家。加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校名誉教授（封面图片：vega.org.uk）。因为提出了密度泛函理论和对计算化学领域做出的里程碑性贡献，和John Pople一起被授予了1998年的诺贝尔化学奖。
履历
1923 出生于奥地利
1945 多伦多大学 取得学士学位
1946 多伦多大学 取得硕士学位
1948 哈佛大学 博士学位
1948-1950 哈佛大学Instructor
1950-1960 卡内基梅隆大学 助手，助理教授，教授
1960-1979 加利佛尼亚大学圣地亚哥分校 教授
1979-1984 加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校 Director
1984-1991 加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校 教授
1991- 2016 加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校 名誉教授
获奖经历
1960 Oliver Buckley Prize
1977 Davisson-Germer Prize
1988 National Medal of Science
1991 Feenberg Medal
1998 Niels Bohr/UNESCO Gold Medal
1998 Nobel Prize in Chemistry
研究业绩
提出了密度泛函理论(Density Functional Theory; DFT)
多电子体系的基态自由能可以用电子密度的泛函表示。
现在，DFT由于能够以适度的计算量获得高精度的结果，因此被广泛采用。
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