Martin D. Smith

世界著名化学家

本文作者：石油醚

概要

Martin D. Smith, 英国牛津大学有机化学教授和海伦·马丁研究员，，CDT生物医学合成专业的主任，EPSRC合成博士培养中心主任，牛津大学生物医学系。其主要在不对称催化和天然产物全合成方面的工作。

课题组主页：http://msmith.chem.ox.ac.uk/

经历

1991年-1995年牛津大学获得学士学位
1995年-1999年牛津大学获得博士学位 (Professor George W. J. Fleet)
2000年-2003年 DraperQs公司研究员转到剑桥大学 (Professor Steven V.Ley)
2002年-2008年剑桥大学化学系研究员和彭布罗克学院Bristol Myers Squibb 研究员
2008年-至今牛津大学有机化学系教授

研究方向

Martin D. Smith教授小组是合成化学研究小组，致力于对映选择性催化，复杂分子的成以及非共价相互作用的研究和开发。（Fig.1）

Figure 1 Smith教授课题组研究方向

1. 对映选择性催化

Smith小组工作的重点是开发用于合成复杂分子的对映选择性催化的方法。近年来，课题组一直致力于手性抗衡离子在立体化学中的应用^1,2。Smith小组最初开创的对映选择性电环化方法的研究导致了合成二氢吲哚的合成，从而为相转移催化机理的机理提供了新的机遇和思路。基于此，将对映选择性电环化方法的研究扩展到吡咯并吲哚和吲哚的合成中^3,4，并证明了对映选择性的 5-endo-trig Michael 加成反应并不总是受几何约束所阻碍。（如Baldwin规则所体现）（Fig.2）

Figure 2对映选择性催化合成方法

近日，Smith教授的工作集中在轴向手性分子合成的方法上，包括联芳基轴手性化合物（动态动力学拆分或对映选择性SNAr反应）^5-8和螺环骨架茚酮⁹（对映选择性酮C-酰化反应），以及与Robert Paton教授小组合作用DFT计算的动力学分析来研究这些反应。（Fig. 3）

Figure 3 轴手性化合物的构建

2. 复杂分子的全合成

Smith教授致力于使用串联反应来缩短或加速合成反应，从而完成复杂天然产物的全合成。课题组已经通过分子内烯胺-Michael串联还原反应完成了(-)-Gephyrotoxin的合成¹⁰，该方法分9步完成了天然产物的全合成以及其绝对构型的确定。使用联烯-烯-炔的复分解串联反应和紫外线介导的芳基化以最短的步骤完成了rac–吗啡的合成¹¹。紫外线介导转化的敏感性使得Smith教授研究一种可见光介导的6π构环过程¹²来替代紫外光介导的方法。（Fig.4）

Figure 4 天然产物的全合成

3. 非共价相互作用的研究和开发

课题组建立通过氢键稳定的结构^13-15，例如螺旋结构，片状结构和转向结构，并使用设计好的β-转向结构来生成高效的氢键合催化剂，该类催化剂在低催化量条件下提供很了高的对映选择性。

Figue 5非共价相互作用的研究和开发

Smith教授对CHH···O结构相互作用的影响特别感兴趣¹⁶，并通过一系列溶液和固态研究对此进行了探讨，这些研究表明在某些情况下CHH···O可以作为决定因素，而不是构象的结果。早期的相转移催化研究中，还表明了这种相互作用在手性铵盐反应中的重要性。

其他

2018年Angew对Martin D. Smith教授个人进行了介绍。

（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201712087）

Martin D. Smith教授最喜欢的规则是“伍德沃德-霍夫曼规则。”

Martin D. Smith教授心中“科学”的英雄是James Cook,R. B. Woodward, andNikola Tesla”

Martin D. Smith教授告诫“年轻人应该学习化学，因为“只有通过正确地运用科学才能获得力量，财富和威望”

参考文献

[1] Maciver, E. E., Thompson, S. & Smith, M. D. Catalytic Asymmetric 6π Electrocyclization: Enantioselective Synthesis of Functionalized Indolines.Angew. Chem. Int. Ed.(2009)48, 9979-9982, doi:10.1002/anie.200905169.
[2] Kiss, E.et al.A Counterion-Directed Approach to the Diels–Alder Paradigm: Cascade Synthesis of Tricyclic Fused Cyclopropanes.Angew. Chem. Int. Ed.(2016)55, 13813-13817, doi:10.1002/anie.201608534.
[3] Sharma, K.et al.Cation-Controlled Enantioselective and Diastereoselective Synthesis of Indolines: An Autoinductive Phase-Transfer Initiated 5-endo-trig Process.J. Am. Chem. Soc.(2015)137, 13414-13424, doi:10.1021/jacs.5b08834.
[4] Johnston, C. P.et al.Catalytic enantioselective synthesis of indanes by a cation-directed 5-endo-trig cyclization.Nat. Chem.(2015)7, 171-177, doi:10.1038/nchem.2150.
[5] Jolliffe, J. D., Armstrong, R. J. & Smith, M. D. Catalytic enantioselective synthesis of atropisomeric biaryls by a cation-directed O-alkylation.Nat. Chem.(2017)9, 558-562, doi:10.1038/nchem.2710.
[6] Jones, B. A., Balan, T., Jolliffe, J. D., Campbell, C. D. & Smith, M. D. Practical and Scalable Kinetic Resolution of BINOLs Mediated by a Chiral Counterion.Angew. Chem. Int. Ed.(2019)58, 4596-4600, doi:10.1002/anie.201814381.
[7] Fugard, A. J.et al.Hydrogen-Bond-Enabled Dynamic Kinetic Resolution of Axially Chiral Amides Mediated by a Chiral Counterion.Angew. Chem. Int. Ed.(2019)58, 2795-2798, doi:10.1002/anie.201814362.
[8] Armstrong, R. J. & Smith, M. D. Catalytic Enantioselective Synthesis of Atropisomeric Biaryls: A Cation-Directed Nucleophilic Aromatic Substitution Reaction.Angew. Chem. Int. Ed.(2014)53, 12822-12826, doi:10.1002/anie.201408205.
[9] Rahemtulla, B. F., Clark, H. F. & Smith, M. D. Catalytic Enantioselective Synthesis of C1- and C2-Symmetric Spirobiindanones through Counterion-Directed Enolate C-Acylation.Angew. Chem. Int. Ed.(2016)55, 13180-13183, doi:10.1002/anie.201607731.
[10] Chu, S., Wallace, S. & Smith, M. D. A Cascade Strategy Enables a Total Synthesis of (−)-Gephyrotoxin.Angew. Chem. Int. Ed.(2014)53, 13826-13829, doi:10.1002/anie.201409038.
[11] Chu, S., Münster, N., Balan, T. & Smith, M. D. A Cascade Strategy Enables a Total Synthesis of (±)-Morphine.Angew. Chem. Int. Ed.(2016)55, 14306-14309, doi:10.1002/anie.201608526.
[12] Münster, N., Parker, N. A., van Dijk, L., Paton, R. S. & Smith, M. D. Visible Light Photocatalysis of 6π Heterocyclization.Angew. Chem. Int. Ed.(2017)56, 9468-9472, doi:10.1002/anie.201705333.
[13] Jones, C. R., Dan Pantoş, G., Morrison, A. J. & Smith, M. D. Plagiarizing Proteins: Enhancing Efficiency in Asymmetric Hydrogen-Bonding Catalysis through Positive Cooperativity.Angew. Chem. Int. Ed.(2009)48, 7391-7394, doi:10.1002/anie.200903063.
[14] Jones, C. R.et al.A Nonpeptidic Reverse Turn that Promotes Parallel Sheet Structure Stabilized by C-H⋅⋅⋅O Hydrogen Bonds in a Cyclopropane γ-Peptide.Angew. Chem. Int. Ed.(2008)47, 7099-7102, doi:10.1002/anie.200802648.
[15] Jones, C. R., Baruah, P. K., Thompson, A. L., Scheiner, S. & Smith, M. D. Can a C–H···O Interaction Be a Determinant of Conformation?J. Am. Chem. Soc.(2012)134, 12064-12071, doi:10.1021/ja301318a.
[16] Driver, R. W., Claridge, T. D. W., Scheiner, S. & Smith, M. D. Torsional and Electronic Factors Control the C−H⋅⋅⋅O Interaction.Chem. Eur. J.(2016)22, 16513-16521, doi:10.1002/chem.201602905.