译自Chem-Station网站日本版 原文链接:トーマス・エブソン Thomas Ebbesen
翻译:炸鸡
Thomas W. Ebbesen(1954 年 1 月 30 日-),法国物理化学家。专攻光-物质相互作用,纳米光学。现任法国斯特拉斯堡大学教授。(封面出自 https://www.usinenouvelle.com)
Ph.D. P. & M. Curie University
Notre Dame Radiation Laboratory 研究员
NEC基础研究所 研究员
法国斯特拉斯堡大学 教授
1992年 NEC Research Prize
2001年 Randers Prize
2001年 Agilent Europhysics Prize
2005年 Prix France Telecom
2009年 Tomassoni Prize
2009年 Scola Physica Romana Medal
2009年 Quantum Electronics and Optics Prize
2009年 Dr. Scient. H.C., University of Southern Denmark
2014年 Kavli Prize in Nanoscience
2014年 Prix Special of the French Physics Society,
2015年 Honorary Doctorate, Oberlin College, USA
2018年 Knight of the French Legion of Honour[10] Doctor honoris causa on the occasion of the KU Leuven Patron Saint‘s Day
2018年 Quinquennial Anniversary Award, European Materials Research Society
2018年 2018 Grand prix de la fondation Maison de la Chimie
2019年 2019 CNRS Gold medal
光和物质的相互作用的先驱研究
Thomas Ebbesen正在推动基于光和物质相互作用的利用激子极化子状态的光物理化学研究。在量子光学领域,已知弱耦合,如Purcell效应,以及强耦合,如Rabi分裂等都涉及到极化子的形成。Ebbesen从Au纳米孔阵列的异常散射特性入手,推进了在等离子体和微小共振器内部的电磁波与激子行为的基础研究。通过利用光与物质的相互作用来实现电子激发状态或振动激发状态,他致力于研究调制电子输运特性、提高能量传递效率以及改变基态下的化学反应性等方面的问题。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接:辻村 みちよ
翻译:炸鸡
辻村みちよ(出生于日本埼玉县足立郡桶川町(现桶川市),1888年9月17日-1969年6月1日),日本农学家。生前为御茶水女子大学教授,实践女子大学教授。在研究绿茶的成分上有着显著的成绩。
1913 东京府立女子师范学校 毕业
1920 北海道帝国大学实验助理 食品营养研究室 研究家蚕的营养
1922 东京帝国大学医学部医学化学教室 垣内三郎教授指导下从事性格研究
1923 理化学研究所研究生 铃木梅太郎实验室 从事食品化学,营养科学,生物化学的研究
1932 取得东京帝国大学农学博士学位
1942 理化学研究所副研究员
1946 女子学习院大学讲师
1947 理化学研究所研究员
1949 御茶水女子大学教授
1950 兼任东京女子高等师范学校教授
1955 实践女子大学教授
1963 实践女子大学名誉教授
辻村みちよ从30多岁开始从事研究,然而由于家庭原因和关东大地震等原因,研究场所一直在不断变动。即便面临这样的状况,她还是成功发表了一些论文。即使在退休后,她依然积极从事研究,甚至在去世前两年还发表了一篇论文。辻村みちよ是日本首位获得农学博士学位的女性。
1956 日本农学奖 绿茶成分的相关研究
1968 勋四等宝冠章
1969 追授从五位
从事绿茶中各种成分的相关研究,论文发表在Scientific papers of the Institute of Physical and Chemical Research、Proceedings of the Japan Academy上。
绿茶中成分的相关研究
辻村向豚鼠投喂各种茶的成分,并通过比较豚鼠的寿命,发现绿茶尤其是新茶中含有大量的维生素C。在这项研究成果的基础上,辻村开始分离维生素C、儿茶素等多种化合物,并发表了很多论文。
辻村在绿茶中发现的化合物
茶条槭的相关研究
辻村还进行了绿茶以外的研究,发现了可以用作染料的茶条槭叶子,并对其成分进行了研究,成功地得到了丹宁的结晶。
1.北海道帝国大学新成立时,教授会做出决定:“女子的入学仅允许选科,不允许正科”,因此辻村未被允许以正规学生身份入学。因此,辻村以“无薪副手”的名义被安排在农学化学系食品营养研究室。
2.1923年9月1日发生关东大地震时,辻村正在进行实验。当时她抱着实验用的化学天平跑出大楼。这个天平当时是一种珍贵的精密仪器,这个故事体现了辻村对实验设备的珍视。
3.辻村的研究是在当时东京大学农学部教授鈴木梅太郎博士的研究室进行的,因此她的博士论文被提交给了东京大学农学部教授会审查。在审议中,“论文研究的对象虽然是是农产品茶,但研究属于纯化学研究,更适合提交给理学部审查。”,“不,作为纯化学的研究是如此出色。能授予如此出色的研究者以博士学位我们农学部的学位是我们农学部的荣耀。这会让农学部锦上添花的。” 最终达成了一致的决定,日本第一位女性农学博士就这样诞生了
4.辻村当时所在的实践女子大学的实验室不仅小实验设备还很简陋,但辻村的指导让学生在如此简陋的条件下仍能享受到研究实验的乐趣。受到辻村对研究的信念的熏陶和折服于辻村的人格魅力,许多毕业生在毕业后仍以无报酬研究者的身份留在实验室继续做研究。
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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。
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
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
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。
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本文作者:石油醚
Gilbert Stork(1921.12.31-2017.10.21):哥伦比亚大学化学系名誉教授,有机化学家,有机合成大师,美国科学院院士、美国文理科学院院士、法国科学院外籍院士、英国皇家学会会士。
1940-1942 University of Florida,学士
1942-1945 University of Wisconsin,博士(Prof. S.M. McElvain)
1945-1946 Lakeside Laboratories,高级研究化学家
1946-1948 Harvard University,讲师
1948-1953 Harvard University,助理教授
1953-1955 Columbia Universtiy,副教授
1955-1967 Columbia Universtiy,教授
1967-1993 Columbia Universtiy,Eugene Higgins教授
1993-2017 Columbia Universtiy,名誉教授
1957 Award in Pure Chemistry of the American Chemical Society
1959 Guggenheim Foundation Fellow
1961 Baekeland Medal, North Jersey ACS
1962 Harrison Howe Award
1966 Edward Curtis Franklin Memorial Award, Stanford University
1967 ACS Award for Creative Work in Synthetic Organic Chemistry
1971 Synthetic Organic Chemical Manufacturers Association Gold Medal
1973 Nebraska Award
1978 Roussel Prize, Paris
1980 Nichols Medal, New York ACS, Arthur C. Cope Award, ACS
1982 Edgar Fahs Smith Award, Philadelphia ACS
1982 Willard Gibbs Medal, Chicago ACS
1982 National Academy of Sciences Award in Chemical Sciences
1982 National Medal of Science from Ronald Reagan;Pauling Award
1985 Tetrahedron Prize
1986 Remsen Award, Maryland ACS
1986 Cliff S. Hamilton Award
1987 Monie A Ferst Award and Medal, Georgia Tech.
1991 Roger Adams Award
1992 George Kenner Award, Liverpool
1992 Robert Robinson Lectureship, University of Manchester
1992 Chemical Pioneer Award, American Institute of Chemists
1993 Welch Award in Chemistry, Robert A. Welch Foundation
1994 Allan R. Day Award, Philadelphia Organic Chemists Club
1995 Wolf Prize, Israel
2002 Sir Derek Barton Gold medal, Royal Society of Chemistry
2005 Herbert C. Brown Award, American Chemical Society
1954年,G. Stork及其团队发现了一种烯胺和烷基卤代物或酰卤反应接着酸水解得到α-烷基或酰基羰基化合物的新方法。烯胺和烷基卤代物或酰卤反应进行α-烷基化或酰基化的反应被称为Stork烯胺合成反应(图 1)。
图 1 Stork烯胺合成反应
2. Stork-Eschenmoser规则2,3
1955年,G. Stork 教授与A. Eschenmoser教授分别独立地提出自然界存在甾环体系很可能是通过多烯的阳离子-π电子级联环合反应构成,该假说极大的促进了角鲨烯(Squalene)到甾体结构的仿生阳离子环合反应的研究。然而,其中Stork教授做出的贡献是:1)研究1,5-二烯碳正离子的分子内环合反应是认为反应式中双键进行反应加成必须经过一个稳定的电荷离域过渡态。这样,E型1,5-二烯碳正离子环合得到的是反式十氢萘,Z型的为顺式的十氢萘;2)Farnesyl Acetic Acid由不同当量的SnBr4处理后,却得到了不同的产物,(如3% SnBr4获得了Ambreinolide,7%的SnBr4获得的是isoambreinolide。这充分说明了3% SnBr4催化的是是一个协同的过程,后者则是一个稳定碳正离子的过程(图 2)。
图 2 Stork-Eschenmoser规则
3. Stork-Danheiser合成4
β-烷氧基烯酮和有机金属化合物(格氏试剂或有机锂)反应接着进行酸处理得到另一种烯酮的反应,新生成的烯酮的羰基的位置是原料中烯醇醚的烯碳的位置(图 3)。
图 3 Stork-Danheiser合成
4. Stork-Ganem试剂5,6
Stork-Ganem试剂:α-硅烷基化乙烯基酮,一种增环反应的新试剂。(图 4)
图 4 Stork-Ganem试剂
5. Stork-Zhao Dethioacetalization7
Stork-Zhao脱硫缩醛化:通过用双(三氟乙酰氧基)碘苯处理,硫缩醛和硫缩酮可以高产率裂解为羰基化合物。优点是:官能团的耐受性好,反应高效,条件温和等。(图 5)
图 5 Stork-Zhao Dethioacetalization
6. Stork-Zhao olefination8
Stork-赵康烯化反应”是一个以我国科学家赵康命名的反应。这个反应是对wittig反应的拓展,用于合成(Z)-乙烯基碘-交叉偶联反应的的重要前体,这使得这个反应在合成(Z)-烯烃时非常有价值。(图 6)
图 6 Stork-Zhao olefination
7. Stork Radical Cyclization9,10
Stork自由基环化:由卤素(或硫族化合物)和自由基引发剂产生的碳自由基具有亲核性。当分子中的适当位置存在有α,β-不饱和羰基化合物,烯烃,炔烃时,引起环化反应产生环化产物(图 7)。
图 7 Stork Radical Cyclization
天然产物全合成11
G. Stork教授用简洁而优雅的方式,为世界带来了全合成的奎宁(quinine12)、germine、以及reserpine、alloyohimbane、digitoxingenin13、prostaglandin A214、luperol15、lycopodine16、quebrachamine17、aspidospermine17、conessine18、criseofulvin、onocerin19等具有生物活性或可药用的天然产物(图 8)。
图8 天然产物全合成
2017,美国化学会的Organic Letters上刊登了一篇比较惊人的论文,为什么说惊人,因为该篇文章的作者是95岁高龄的大牛G.Stork。
Synthetic Study toward Total Synthesis of (±)-Germine: Synthesis of (±)-4-Methylenegermine
DOI: 10.1021/acs.orglett.7b02434
图 9 Gilbert Stork最后的?论文(图片来自 Chem-Station)
科学网-贵人知君心——美国有机化学家Gilbert Stork的人生奇遇20
本文作者:石油醚
Michael P. Doyle:美国德克萨斯大学圣安东尼奥分校教授,有机化学家。
课题组主页: https://chemistry.utsa.edu/doylelab/
1964年 圣托马斯大学获得化学学士学位
1968年 爱荷华州立大学获得博士学位(Professor Walter S. Trahanovsky)
1968年 伊利诺伊大学芝加哥分校博士后和讲师(Professor Jan Rocek )
1968年-1984年 霍普学院教授
1984年-1997年 三一学院化学教授
1997年-2003年 亚利桑那大学化学系教授
2003年-2014年 马里兰大学帕克分校化学系教授
2015年-至今 德克萨斯大学圣安东尼奥分校教授
Henry J. Albert Award sponsored by BASF Corporation, International Precious Metals Institute (2020)
Certificate of Advancing Globalization, UTSA College of Science (2016)
Hillebrand Award, Chemical Society of Washington (2014)
2011 NOBCChE Presidential Award for Outstanding Partner in Academia (2011)
Faculty Minority Achievement Award, University of Maryland, President’s Commission on Ethnic Minority Issues (2010)
Fellow, American Chemical Society (2009)
Ida Cordelia Beam Distinguished Visiting Professor in Chemistry, University of Iowa (2009)
Fellow, Royal Society of Chemistry (2009)
Edward Leete Award from the ACS Division of Organic Chemistry (2007)
Outstanding Chemistry Alumni Award, Iowa State University (2006)
Arthur C. Cope Senior Scholar Award from the American Chemical Society (2006)
Harry and Carol Moser Award from the Santa Clara Valley Section of the ACS (2005)
Guest Professorship, Nankai University, Tianjin, PRC (2004)
Merit Award, National Institutes of Health (2003)
George C. Pimentel Award in Chemical Education of the American Chemical Society (2002)
Gilman Research Award from the Department of Chemistry, Iowa State University (2001)
Paul G. Gassman Distinguished Service Award from the ACS Division of Organic Chemistry (1998)
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) Invitation Fellowship (1996)
James Flack Norris Award for Outstanding Achievements in the Teaching of Chemistry, Northeastern Section of the American Chemical Society (1995)
Alexander von Humboldt Senior Research Award for U.S. Scientists, Alexander von Humboldt Foundation (1995)
Fellow, American Association for the Advancement of Science (1995)
Doctor Honoris Causa of the Russian Academy of Sciences (election March 1994)
American Chemical Society Award for Research at Undergraduate Institutions sponsored by the Research Corporation (1988)
Chemical Manufacturers Association Catalyst Award (1982)
Observer for IUPAC Assembly in Warsaw, Poland, National Research Council Selection (August 1977)
Camille and Henry Dreyfus Foundation Teacher-Scholar Award (1973)
U.S. Public Health Service Fellow, Iowa State University (1966-67)
Doyle-lab主要的研究兴趣如下:不对称催化,金属卡宾,金催化,重氮化学,药物化学,催化剂的设计与合成等(图 1 )
图 1 Doyle-lab的研究兴趣
1.杂环和碳环化学的构建
Doyle-lab最近所发展的有机方法学,为合成大量新的化学结构创造了便利条件,如:1)其他方法难以制备的重要药物或者候选药物等化合物;2)商品化药物合成的关键中间体;3)具有药理活性的杂环化合物。Doyle教授课题组的研究正在分阶段进行,以评估生物学方面的有效性:(1)开发新的方法用于新的化学领域,(2)代表性化合物的生物活性的测定,(3)具有生物学活性药物的结构修饰。
稳定的重氮化合物使得催化化学进入了新的化学空间。烯醇重氮乙酸酯是乙烯基重氮乙酸酯的一类,可以直接从重氮乙酰乙酸酯以高收率获得稳定的重氮化合物。由于烯醇重氮乙酸酯不会发生分子内偶极环加成反应形成3H-吡唑的趋势,并且在催化环加成反应中显示出显著的多功能性,使得烯醇重氮乙酸酯的分子间环加成反应使得易于合成一个或多个氮合/或氧原子的杂环化合物成为可能(图 2)。其中以烯醇重氮乙酸酯为例,Doyle教授发展了一系列通过金属卡宾催化不对称合成碳环和杂环的反应。例如:[3+3]、[3+2]、[3+1]等的环加成反应1-12。这一系列反应可以通过烯醇重氮乙酸酯先与金属形成金属卡宾偶极子,再与另外一分子相应的化合物环加成构建。
图 2 杂环和碳环化学的构建
2.选择性氧化13,14
化学科学中,有机化合物的氧化反应在生物系统和工业过程中尤其重要。寻求精确控制目标分子中官能团的氧化态以及氧化反应的化学和区域选择性的研究导致了多种氧化策略和方案的发展。有机化合物氧化反应在选择性和效率方面的提高促进了多种氧化反应方面的进步,但是在降低成本和氧气为最佳氧化剂方面并没有长足的发展。其中过氧化物,尤其是氢过氧化物,对于选择性氧化的发展和理解氧气的结合的作用机理都是有效的。在己二酸己内酯[Rh2(cap)4]作为催化剂,叔丁基过氧化氢(TBHP)作为末端氧化剂的研究中,Doyle-lab在自由基氧化研究方面取得了实质性的进展(图 3 ),例如烯丙基氧化-Umera-Doyle反应、氧化Mannich反应和酚过氧化等。
图 3 选择性氧化
3.重氮化合物的新型转化
在狄尔斯-阿尔德反应的悠久历史中,没有二烯与重氮化合物之间[4+2]-环加成的报道实例。然而,它们的等电子丙二烯和烯酮对应物确实发生了这类反应,并受到了相当大的关注(方案3)。已经广泛研究二烯与高度极化的丙二烯的热力学协同的[4+2]-环加成反应,但是[2+2]-环加成副反应的存在严重降低了它们的合成重要性。过渡金属催化的丙二烯-二烯环加成反应的发现,但却绕开[2+2]-环加成反应,成为新工艺开发的主体。烯酮容易进行[2+2]-环加成反应和[4+2]-环加成反应,但对于后者,只能使用高活性二烯或借助合适的催化剂。Doyle-lab借助重氮化合物的的性质,不通过[4+2]-环加成反应,使其通过偶极环加成与二烯的一个双键反应,或者在氮气挤出后通过环丙烷化与二烯的一个双键反应(图 4 )8,15。基于上述想法,Doyle教授通过金催化获得的重氮化合物的异常反应和反应活性,为重氮化合物提供了新的明天。如吡啶-N-氧化物存在下,金(I)催化炔丙基苯基重氮乙酸酯的重排形成二烯15(图 5)。
图 4 重氮化合物新型转化
图 5 金催化催化炔丙基苯基重氮乙酸酯的重排
其他:
由于Doyle教授在硫叶立德的不对称[2,3]-σ重排反应领域的杰出贡献,该反应被冠名为Doyle-Kirmse reaction。
本文作者:石油醚
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/
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
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
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:
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
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
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
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
Chem-Station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。
Chem-Station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。
本文作者:石油醚
Madeleine M. Joullié:宾夕法尼亚大学化学系教授,有机化学家。
课题组主页: https://web.sas.upenn.edu/mjoullie/
1949年 西蒙斯大学化学系,学士
1950年 宾夕法尼亚大学化学系,硕士
1953年 宾夕法尼亚大学化学系,博士
1953-1957 宾夕法尼亚大学化学系,讲师
1957-1959 宾夕法尼亚大学化学系,研究助理
1959-1968 宾夕法尼亚大学化学系,助理教授
1968-1974 宾夕法尼亚大学化学系,副教授
1975- 宾夕法尼亚大学化学系,教授
1972 ACS Philadelphia Section Award
1978 ACS Garvan Award
1984 American Cyanamid Faculty Award
1985 AIC Scroll Award
1991 Lindback Award for Distinguished Teaching
1991 Class of 1970 Endowed Chair
1991 AWIS Philadelphia Section Award
1994 Philadelphia Organic Chemist’s Club Award, POCC Award
1994 ACS Henry Hill Award
1995 H. Martin Friedmann Lectureship, Rutgers University
1997 The Alan Johnson Lectureship, University of Sussex
1997 MONTS Lecturer, Montana State University
1998 ACS Award for Encouraging Women into Careers in the Chemical Sciences
1999 Distinguished Achievement Award – University of Pennsylvania Graduate Student Association and Phi Lambda Upsilon
2001 Named one of “76 Smartest People in Philadelphia,” Philadelphia Magazine
2002 ACS A.C. Cope Senior Scholar Award
2002 NIH Center for Scientific Review Medicinal Chemistry Study Section
2003 Lecturer: Maria Goeppert-Mayer Interdisciplinary Symposium, San Diego, CA
2003 Roche Colorado Distinguished Lecturer, University of Colorado at Boulder
2003 Elected ACS Director, District III
2004 Invited Lecturer: St. Michael’s College Centennial Celebration, Burlington VT
2004 Active Member of the Committee on Science & the Arts of the Franklin Institute
2005 Editorial Board for Chemical & Engineering News
2005 Elected Member American Academy of Arts and Sciences
2005 Re-Elected ACS Director, District III (Term 2006-2008)
2006 Fellow of the Royal Chemistry Society
2007 Annual Wyeth Lecture series at Penn renamed the Madeleine Joullié Lecture
Joullié教授课题组实验室中进行的研究涉及杂环化学和天然产物全合成方面的研究。实验室目前的领域:(1)五元杂环和含有这种单元的天然产物的合成;(2)真菌代谢产物的合成;(3)环肽生物碱的合成; (4)生物学上重要的十肽的合成; (5)合成新的茚三酮;(6)合成抗血管生成剂。
Joullié教授课题组实验室中开发新的方法来合成苯并咪唑类,喹啉类等各种五元,六元,七元杂环化合物1-6。
Joullié教授课题组主要是对复杂的、具有生物活性的天然产物全合成,以及针对目标天然产物设计的新合成方法或合成策略的开发。目前课题组已经完成了对肿瘤有抑制作用的Tilorone;天然抗菌活性的(+)-Furanomycin7;抗肿瘤,HIV等多种活性的环肽生物碱Dihydromauritine A8,(-)-Nummularine F9;一系列大环抗肿瘤的海洋天然药物Didemnin macrocycle(Didemnin A, B, C10);抗真菌抑制剂的Roquefortine C11;抗癌症等活性的Ustiloxin D, F12等天然化合物的全合成。
1.有机合成的“贵妇”
2.宾夕法尼亚大学化学系第一名全日制女研究生(没有女洗手间……)
3.被杜邦拒绝(硕士之后),后者只在图书馆雇佣女性
4.第一位在美国主要大学担任化学终身职位的女性
5.最喜欢的研究:海鞘(didemnins)
本文作者:石油醚
Richard P. Hsung:威斯康星大学麦迪逊分校教授,有机化学家,
课题组主页: https://pharmacy.wisc.edu/hsung-group/
1990年 凯尔文学院化学与数学系,学士
1992年 芝加哥大学有机化学,硕士(Professor Jeffrey D. Winkler)
1995年 芝加哥大学有机化学,博士(Professor William D. Wulff)
1996年 芝加哥大学,博士后(Professor Lawrence R. Sita)
1997年 哥伦比亚大学,博士后(Professor Gilbert Stork)
1997-2006年 明尼苏达大学,助理教授,副教授
2006- 威斯康星大学麦迪逊分校教授
The University of Wisconsin Vilas Distinguished Achievement Professor: 2017
Distinguished Visiting Professor at University of Hong Kong: 2016
Eli Lilly Open Innovation Drug Discovery Award: 2016
Laura and Edward Kremers Endowed Chair in Natural Products Chemistry: 2016 – 2021
Distinguished Visiting Professor at RIKEN: 2015
The City of Tianjin Ocean-River Friendship Medal of Honor: 2013
The 15 Most Prolific Authors for American Chemical Society Journal Organic Letters: 2013
The University of Wisconsin William F. Vilas Associate Award: 2010 – 2012
National Thousand Talent Distinguished Visiting Professor at Tianjin University: 2010 – 2013
Chair of The 57th Gordon Research Conference on Organic Reactions and Processes: 2010
Distinguished Visiting Professor at University of Hong Kong: 2010
Raymond A. and Dorothy A. Wilson Visiting Professor at UCLA: 2008
American Cancer Society Peer Review Committee on Cancer Drug Development: 2007 – 2011
The National Science Foundation Career Development Award: 2001 – 2006
The Camille Dreyfus Teacher and Scholar Award: 2001 – 2003
The University of Minnesota McKnight Professor of Chemistry: 2001 – 2003
1.[3+3]杂环-加成1-8
Hsung教授小组已经开发出一种形式化的[3 + 3]环加成反应,即从简单的α,β-不饱和亚胺和1,3-二羰基等价物(如乙烯基酰胺)或其他化合物构建复杂的二氢吡喃类和二氢吡啶类杂环。该反应通过一个串联过程进行,包括Knoevenagel缩合,然后是1-氧杂或1-氮杂三烯中间体的6-π电子关环。这种串联过程的环加成反应的最终结果是两个σ键的形成以及与杂原子相邻的一个新立体中心的构建。立体中心手性的起源则是由手性乙烯基酰胺控制,而且这种反应的一种分子内变体最近也被开发出来。此过程使Hsung教授小组能够完成多种复杂的天然产物的全合成,例如:arisugacin A, simulenoline, huajiaosimuline, tangutorine, hongoquercin A, perhydrohistrionicotoxin, cylindricines, lepadiformine, the entire lepadin family, the aza-phenylene family, rhododaurichromanic acids, and most recently, phomactin A(图 1和图 2)。
图 1 氧杂[3+3]环加成用于天然产物全合成
图 2 氮杂[3+3]环加成用于天然产物全合成
2.手性联烯酰胺与炔酰胺的合成方法
Hsung小组开发了两类结构的有机结构单元或有机合成子:手性联烯和炔酰胺。这些缺乏电子的联烯酰胺与炔胺的手性变体比传统的联烯酰胺与炔酰胺在热稳定性好和实验上更容易处理,从而使它们在合成上更有用,并适用于传统的联烯酰胺与酰胺的不可能的反应上,如分子内歧化和过渡金属催化等反应。
A.联烯酰胺的化学9-16
Hsung教授小组率先使用手性联烯酰胺进行串联环氧化和羟烯丙基阳离子[4 + 3]环加成反应的方法。联烯酰胺的环氧化被证明其是手性氮稳定的烯丙基阳离子的极好来源。Hsung教授小组开发了高度区域与立体选择性的分子间和分子内羟基烯丙基阳离子[4 + 3]环加成反应。最近, Hsung教授小组使用铜-双噁唑啉系统实现第一个不对称[4 + 3]环加成反应,而且更重要的是, Hsung教授小组与UCLA的Ken Houk教授和墨尔本大学的Elizabeth Krenske博士合作,开始建立一个用于理解和预测[4 + 3]环加成反应的区域选择性的理论模型(目前尚未探索)(图 3)。
图 3 联烯酰胺化学
B 炔酰胺的化学17-20
随着世界各地众多研究小组的追加入,Hsung教授小组已将炔酰胺的化学发展成为了一个新兴的领域。Hsung-Lab的工作重新激发了化学家对这一非常有趣的炔酰胺类的兴趣。 16 年前,Hsung教授特别重视开发酰胺的高效合成方法,使得炔酰胺可以成为有机合成中的一类普遍适用的化合物。为了实现这一目标,Hsung-Lab开发了Cu(II)催化酰胺的N-炔基化直接合成手性炔酰胺的方法。课题组的工作及随后的工作,包括我的同事Shannon Stahl的出色工作,都对该领域产生了巨大的影响,使许多研究小组可以使用炔胺作为有机官能团自由地开发自己感兴趣的方法。最近,终于成功地开发出了一种具有α,β-不饱和羰基体系的[2+2]环加成反反应合成炔酰胺(图 4和图 5)。
图 4 炔酰胺化学
图 5 炔酰胺的应用
3.环缩醛活化21
分子内反应是有机合成化学的一个重要研究领域,因为分子内反应可以迅速为高度区域选择性和立体选择性反应中产生各种结构复杂的化合物。虽然在一个给定的分子内反应中有许多将反应性束缚在一起的方式,但是缩醛并没有被广泛用作暂时或永久的束缚物,其在有机合成中的作为活化基团一直被低估。基于此,Hsung-Lab开发了于构建天然产物的环缩醛化学
A.缩醛循环策略22
本文讨论了尚未被广泛研究环缩醛束缚的分子内反应,特别是分子内Diels-Alder [IMDA]和RCM反应,也同时讨论了一种合成Fsidilactone C的方法。Fsidilactone C是一种含有螺环酮的天然产物,它首先引起了Hsung-Lab对环缩醛策略的兴趣。这些研究之所以具有重要意义,是因为它们可以导致在概念上和本质上与螺环酮相关的复杂天然产物的构建方法不同。例如最近利用环缩醛化学合成了Agialospirol(图 6,7)。
图 6 缩醛活化
图 7 缩醛活化
B.乙烯基缩醛的阳离子[2 + 2]环加成
H-Lab一直在开发热驱动构建环丁烷的 [2 + 2]环加成反应23,这项工作将极大地促进尚未开发的环加成化学领域。一个成功的阳离子形式的[2 + 2]环加成反应还将代表一种模拟环丁烷的过程。 具体来说,课题组成功完成了分子内Gassman类阳离子[2 + 2]环加成反应,目前正在探索其在天然产物合成中的应用(图 8)。
图 8 缩醛活化
明尼苏达大学完成的全合成
图 9 全合成
威斯康星大学麦迪逊分校完成的全合成
图 10 全合成
图 11 全合成
本文作者:石油醚
胡喜乐: 瑞士洛桑联邦理工学院化学科学与工程学院化学系教授,有机化学家。
课题组主页:https://www.epfl.ch/labs/lsci/hu/
1996-2000年 北京大学化学系,学士(导师:林建华教授)
2000-2002年 加利福尼亚大学化学系,硕士(Prof. Karsten Meyer)
2002-2004年 加利福尼亚大学化学系,博士(Prof. Karsten Meyer)
2005-2007年 加州理工学院博士后(Prof. Jonas C. Peters)
2007-2012年 洛桑联邦理工学院化学系,助理教授
2013-2016年 洛桑联邦理工学院化学系,副教授
2016- 洛桑联邦理工学院化学系,教授
2010 Scholarship Award for Excellent Doctor Student, Ministry of Education of China
2010 European Research Council (ERC) Starting Grant
2011 Werner Prize of the Swiss Chemical Society
2012 Extraordinary Young Scientist, World Economic Forum
2012 Member of the Young Academy of Europe
2013 Chemical Society Reviews Emerging Investigator Lectureship
2014 Rising Star, International Conference on Coordination Chemistry
2014 Organometallics Young Investigator Fellowship, American Chemical Society
2014 European Medal for Bio-Inorganic Chemistry (Eurobic Medal)
2014 Fellow, Royal Society of Chemistry (UK)
2015 Young Researcher Award, European Federation of Catalysis Societies
2015 European Research Council (ERC) Consolidator Grant
2016 Bau Family Award in Inorganic Chemistry
2016, 2018 European Research Council (ERC) Proof-of-Concept Grants
2017 Organic Letters Outstanding Publication of the Year Lectureship Award, ACS
2017 Tajima Prize, International Society of Electrochemistry
2017, 2018, 2019 Highly Cited Researcher (Clarivate Analytics)
2017 National Latsis Prize, the Swiss National Science Foundation and the International Latsis Foundation
2018 Resonate Award, Caltech
2019 Homogeneous Catalysis Award, Royal Society of Chemistry
2019 Fellow, European Academy of Sciences
2020 International Catalysis Award, International Association of Catalysis Societies
2020 Member, Academia Europaea
胡喜乐教授小组主要研究目标是开发富含地球的元素制成的催化剂,将其用于与合成,能源和可持续性发展相关的化学转化。为了实现这一目标,Hu-Lab目前专注于廉价金属催化的C-C键形成反应,C-H键官能团化,(电)催化水分解,小分子(如CO2,H2,O2的活化)的开发,及金属酶活性位点的合成模型的开发。当前的方向包括:(i)廉价金属催化;(ii)仿生小分子活化;(iii)电催化制氢和二氧化碳还原。
1.廉价金属催化
胡喜乐教授小组已经开发了被一系列具有挑战性的反应的优秀催化剂Ni基配合物。包括未活化的烷基卤化物的交叉偶联和C-H键的直接官能团化。该化学方法可用于以直接,原子经济和快速的方式制备大量生物活性分子,合成中间体,配体,药物和有机材料。这项工作的独特之处在于,Hu-Lab 设计和开发定义明确的催化剂,而不是简单地筛选金属盐和配体的混合物。这种方法使得Hu-Lab 能够以合理的方式理解和控制反应性,还使我们能够深入了解催化机理1-10。
项目二:生物启发和仿生小分子活化
[Fe]-加氢酶是一种新发现且必须有单一的金属(Fe)才能发挥作用的加氢酶。鉴于H2在燃料电池和工业(加氢)中的核心作用,对[Fe]-加氢酶的结构和功能的研究具有重大意义。Hu-Lab开发了两代[Fe]-加氢酶活性位点的合成模型11-14,并将其用作光谱探针。胡喜乐教授已经成功地合成了一个模型复合物,该复合物成功地模拟了活性位点的不寻常的吡啶基甲基酰基部分。该模型配合物的化学性质为酶学研究提供了重要的化学先例。目前,胡喜乐教授小组发展了[Fe]-加氢酶铁模型以及[Fe]-加氢酶锰模型15,16,并在仿生加氢反应中取得了很好的效果。项目三:析氢催化剂 17-23
氢是未来世界的主要能源载体。最清洁,最可持续的制氢方法是阳光促使水分解。析氢,即质子还原成氢,是水分解的一个重要的半反应。这个反应需要催化剂。铂及其复合物是在光化学条件下最活跃的催化剂。然而,铂催化剂的高成本和低丰度限制了其大规模应用。
胡喜乐教授的实验室开发了高效的无定形的硫化钼催化剂;非贵金属催化剂的高效阴离子交换膜;三维硫化钼催化剂;氧化亚铜表面沉积的CoP;Ni2P;Mo2C等对光解水产氢方面做出了突出贡献。其还在对于析氧反应,电催化等方面出了一些突出的工作。
Chem-Station对胡喜乐教授做了题为“卑金属的催化世界・化平凡为神奇ー胡喜乐教授”的专访。
Chem-Station对焦宁教授的“三苯基膦策划“极性反转”,巧引入三氟甲硫基”的工作做了介绍。
参考文献:
本文作者:石油醚
Manuel Alcarazo:哥廷根大学(University of Göttingen)有机与生物分子研究教授,有机化学家。课题组主页:https://www.uni-goettingen.de/en/569043.html
2000年 塞维利亚大学 ( University of Seville)化学系,学士
2002年 塞维利亚大学( University of Seville),硕士(Prof. Dr. Rosario Fernández)
2005年 Instituto de Investigaciones Químicas,博士(Dr. José M. Lassaletta)
2005-2008 马普煤炭研究所(Max-Planck-Institut),博士后(Prof. Dr. Alois Fürstner)
2009-2015 马普煤炭研究所(Max-Planck-Institut),课题组长
2015- 哥廷根大学(University of Göttingen)有机化学教授
2017- 哥廷根大学(University of Göttingen)研究所所长
2017 ERC Consolidator Grant.
2017 Student’s Association award for excellence in teaching
2016 Student’s Association award for excellence in teaching
2015 Student’s Association award for excellence in teaching
2013 Chemistry-Prize from the Academy of Science of Göttingen.
2013 Dozenten-Prize from the Fonds der Chemischen Industrie.
2013 Prize for young researchers from the Academy of Science of Westphalia.
2012 ADUC-Prize for Habilitands from the German Society of Chemistry (GDCh).
2011 ERC Starting Grant.
2011 Sigma-Aldrich-RSEQ Prize for young researchers.
2010 Prize from the Otto-Röhm Memorial Foundation.
2010 Thieme-Prize 2010.
2007 Prize to young researchers from the Academy of Science of Sevilla.
2006 PhD prize from the University of Sevilla.
2001 Graduation Prize, University of Sevilla.
1.阳离子膦的合成,结构及应用1-11
在配位化学中,典型的辅助配体(ancillary ligands)是阴离子或中性物质。而阳离子基团却是例外,应用这类配体时,带正电荷的基团通常附着在外围(periphery)而不是靠近供体原子(donating atom)。然而,一系列实验以及理论结果表明,在磷原子与带正电荷的基团(例如环丙烯,吡啶鎓或咪唑鎓取代的膦)之间无间隔(spacer)的阳离子膦物种,在催化方面的实用性并未受到更多的关注。事实上,Alcarazo小组已经证实,由于其特殊的骨架结构,这类阳离子配体具有出色的π-受体特性,而且比亚磷酸酯或多氟代膦具有更加优良的π-受体性能。该性质目前已经应用于提高与其配位的金属的Lewis酸性。在过去的几年中,A-lab已经研究表明,不同结构的α-阳离子膦能够十分容易地合成,并可以有效地用作辅助配体。由于这类化合物具有极强的π-受体性能,因而,能够有效地接受与其配位的金属中心的电子密度,因此,选择这类配体有助于促进在决速步骤中需要金属中心具有强Lewis酸性的催化循环。Alcarazo教授将其开发的阳离子膦配体成功应用于Au(I)12与Pt(II)催化体系,并在低温反应条件下获得最佳ee值。同时,Alcarazo教授研究发现,采用α-阳离子膦在π-酸催化中能够观察到的强烈的加速效应,这不对称催化领域可能具有重要意义。然而,α-阳离子膦在其他催化领域的进一步研究仍存在较多的挑战(图1)。
图 1阳离子膦的合成,结构及应用
2.手性阳离子膦12–17
新型阳离子配体的设计,合成及其在π-酸催化中的应用是Alcarazo教授小组一直十分关注的研究课题之一。先前的报道已经证实,在强π-酸性的金(I)与铂(II)催化剂存在下,2-烯基-1,1′-联苯的氢芳基化反应(hydroarylation)能够高效地完成一系列种取代菲分子的构建。而在螺烯 (helicene)的对映选择性合成中,采用手性阳离子配体的方法学,为这类分子的对映选择性合成方法学研究开辟全新的途径(图 2)。
图 2 手性阳离子膦
3.新型亲电型基团转移试剂的设计与合成7,18–21
高价碘化合物作为亲电型基团转移试剂(electrophilic group transfer reagents)在三氟甲基化、炔基化、卤化、胺化、芳基化以及/或氰化反应等方法学研究具有广泛的应用前景。然而,选择这类试剂存在一定的局限性,例如实验的安全问题。由此,Alcarazo团队的另一研究领域则涉及基于不同主族原子的新型亲电转移试剂的合成设计研究。A-lab通过进一步研究表明,各类咪唑硫烷(imidazolium sulfuranes)化合物作为I(III)类似物,能够有效地应用于直接的氰化与炔基化反应。这类亲电试剂能够大量制备,同时,具有良好的稳定性,实验室中易于操作,并具有广泛的官能团耐受性。从而使这类试剂成为相应高价碘化试剂的有效替代品。因此,咪唑硫烷类化合物作为新型的亲电型基团转移试剂,在有机合成具有广阔的研究潜力。A-lab团队在这一领域的研究旨在证实这一方法学的普适性,并进一步扩展这类试剂的合成应用价值(图 3)。
图 3 新型亲电转移试剂的设计与合成