Seth B. Herzon

世界著名化学家

2020/7/30
世界著名化学家
(-)-huperzine A,Colibactin,Hydrofunctionalization,Lomaiviticins,Pleuromutilin
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Author:CS editor

本文翻译自日文版化学空间：セス・B・ハーゾン Seth B. Herzon原作者：山口研究室

翻译：Alberto Caeiro，校对：Hu Hao

Seth B. Herzo，美国有机合成化学家，师承哈佛大学合成大师Andrew G. Myers，现为美国耶鲁大学(Yale University)教授。图片：实验室介绍。

经历

2002, B. Sc., Temple University
2006, Ph. D., Harvard University (Prof. Andrew G. Myers)
2006-2008, Postdoctoral, University of Illinois at Urbana-Champaign (Prof.John Hartwig)
2008-2012, Assistant professor, Yale University
2012-2013, Associate professor, Yale University
2013-present, Professor, Yale University

获奖经历

2002 The F. Albert Cotton and Al Tulinsky Prize
2003 Harvard University Certificate of Distinction in Teaching
2008 Lilly New Faculty Award
2010 Searle Scholar Award
2010 American Cancer Society Research Scholar Award
2011 Synthesis/Synlett Journal Award
2012 NSF CAREER Award
2012 Alfred P. Sloan Fellowship
2012 Cottrell Scholar Award of the Research Corporation for Scientific Advancement
2012 Camille Dreyfus Teacher-Scholar Award
2012 Boehringer Ingelheim Pharmaceuticals Creative Synthetic Organic Chemistry Award
2013 Amgen Young Investigator Award
2013 Eli Lilly Grantee Award
2014 Arthur C. Cope Scholar Award
2015 Natural Products Reports Emerging Investigator Lectureship
2016 Novartis Chemistry Lectureship
2018–2019 Defense Science Study Group, Sponsored by the Institute for Defense Analyses
2018 Elias J. Corey Award for Outstanding Original Contribution in Organic Synthesis by a Young Investigator
2018 Tetrahedron Young Investigator Award (Organic Synthesis)

工作介绍

1. 天然产物全合成研究

自Herzon教授独立以来，其全合成研究主要是以下3类：遗传毒性天然产物(Genotoxic natural products)；人类微生物群代谢物(human microbiota metabolites)和抗生素类。此外，他们还着重研究了遗传毒性天然产物的体内作用机制。

1）Genotoxic natural products

Herzon教授开发了一个简便的重氮芴骨架合成方法，并将其用于Kinamycin F和(-)-Lomaiviticin Aglycon的全合成中^[1a,b]，而后，同一家族内的Lomaiviticins C–E也被分离得到，并通过分离得到的对Lomaiviticins C的化学转化，确定了Lomaiviticins A的绝对构型^[1c]。他们还做了Lomaiviticins A对DNA双链损伤的机理研究，首次揭示了由Lomaiviticins A中重氮茚部分产生的烯基自由基物种对DNA双链的损伤过程^[1d]。

Diazofluorene function, Lomaiviticins A-E & (-) Kinamycin F

2）Human microbiota metabolites

作为结直肠癌的病原体，Colibactin是由人肠道内细菌产生的次级代谢产物。然而，由于难以通过培养和提取细菌来分离Colibactin，其分子结构尚不清楚。Herzon教授与耶鲁大学Crawford教授合作，基于生物合成基因簇分析，有机合成，串联质谱和元素标记方法的连用，确定了Colibactin的结构^[2]。

Retrosynthetic analysis of Colibactin

3）Antibiotics

Herzon教授从已知化合物(R)-1出发，通过8步，35-45%总收率实现了乙酰胆碱酯酶抑制剂(-)-huperzine A (石杉碱A)的不对称全合成^[3]。该合成路线仅需进行三步色谱纯化，即高效的以克级规模合成(-)-huperzine A。

此外，Herzon教授还实现了另一类抗生素pleuromutilin的高效合成^[4]，该分子是通过分开合成两个中间体，以汇聚式的方式完成全合成。

Synthetic analysis of (-)-huperzine A & pleuromutilin antibiotics

Herzon教授还实现了Hasubanan和Acutumine生物碱的合成^[5]。以3步即可得到的化合物2为高级中间体，经5-9步即可合成多种Hasubanan生物碱。此外，以2为中间体的两种Acutumine生物碱合成也有过报道。

Hasubanan & Acutumine alkaloid

2. Hydrofunctionalization of unsaturated carbon-carbon bonds

Herzon教授开发了两种Ru催化剂(3和4)实现了室温下炔烃反马式的氢酰化反应和还原氢羟化反应得到烷基醛和伯醇产物^[6]。在催化剂4和甲酸的条件下，Herzon教授还实现了炔烃的反马氏还原氢羟化反应，该反应还在有抗病毒活性的Guanidine生物碱Batzelladine B的全合成得到有效应用^[7]。其中催化剂已由Sigama-Aldrich成功商业化。

Hydrofunctionalization of alkynes

卤代烯烃的氢化反应中通常伴有脱卤的副产物，Herzon教授开发了Co催化经烷基自由基中间体的氢原子转移过程，高选择性的实现卤代烯烃氢化反应^{8a}。受到该反应的启发，他们发现该方法还可用于多取代烯烃的氢化^[8b]，此外，向反应中加入自由基捕捉剂可实现烯烃的各类氢官能团化反应^[8c]，如使用TsBr实现了选择性氢溴化，使用吡啶鎓盐实现了烯烃氢芳基化反应。

Hydrogenation of alkenyl halides & Hydropyridylation of Unactivated Alkenes

参考文献

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[2] Herzon, S. B. Crawford, J. M.Science2019,365, 6457.DOI: 1126/science.aax2685.
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[4] a. Herzon, S. B.Science2017,356, 956.DOI: 1126/science.aan0003; b. Herzon, S.J. Am. Chem. Soc.2017,139, 16377.DOI: 10.1021/jacs.7b09869.
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[6] a. Herzon, S. B.Angew. Chem. Int. Ed.2014,53, 7892.DOI: 10.1002/anie.201404320; b. Herzon, S. B.J. Am. Chem. Soc.2014,136, 7058.DOI: 10.1021/ja501738a.
[7] Herzon, S. B.Nature2015,525, 507.DOI: 1038/nature14902.
[8] a. Herzon, S. B.J. Am. Chem. Soc.2014,136, 6884.DOI: 10.1021/ja502885c; b. Herzon, S. B.Chem. Sci.2015,6, 6250.DOI: 10.1039/c5sc02476e; c. Herzon, S. B.J. Am. Chem. Soc.2016,138, 8718.DOI: 10.1021/jacs.6b05271.