话说,某些年份的诺贝尔化学奖是真的跟文学奖和和平奖差不多了,非常political。咋说呢,就每过几年,瑞典皇家科学院它就得拉坨大的,彷佛是要叫嚣美国的学术界,诺贝尔奖还是欧洲人说了算的。2016年的分子马达和2026年non linear effect差不多都是这种。我现在不闭眼都能脑补我们系主任绿着脸翻白眼的表情包了。。。我博士期间还真的浪费了蛮长时间做我自己反应的non linear effect的,最后的最后也没做出个什么所以然来了,一百多个实验的结果并没有发表,最终还是上了点别的科技才解决了想要回答的问题,当然这个是后话了。这次看到这个领域拿奖,勾起了好像死掉了很多年的记忆。又陡然发现自己竟然快记不清博士实验的一些细节了,多少有点感叹我老的好像有点快。哎,不管怎么说吧,今天就跟大家用人话介绍一下这两位获奖人以及什么是non-linear effect。
第一位获奖者Henri Kagan,法国科学院院士,法国出生的犹太人,以及这位已经96岁了!再次印证想要拿诺奖得活的长。话说Dave Evans要能活到这个岁数说不定也能拿奖呢。。。不过不管怎么说吧,这位肯定是大牛的,能进有机教科书那一号的人物,而且看年龄也知道,这位是和EJ Corey以及Barry Sharpless一个时代的活化石。第二位获奖者Kenso Soai,日本科学家,一辈子都在东京大学,76岁了。说实话,一开始看到这个名字我还没反应过来这哪位啊?后来一查paper才明白,是这位啊!就他1995发的那篇nature(链接),其实比他本人有名。
什么是non linear effect呢,其实概念挺简单的,就是下图:
直觉上来说,对于一个有机反应产物的ee应该是和催化剂的ee完全匹配的,就是上图的这个对角线,绝大多数的有机反应也确实如此。但是有一些有机反应它不是的,它可能是产物的ee会低于催化剂的ee,这就是negative non linear effect,图里面蓝色的这条线。也有的反应呢是产物的ee会高于催化剂的ee,这就是positive non linear effect, 图里面红色的这条线。这个Positive non linear effect听起来挺fancy哈,就是你可以用一个不怎么enantio enriched的催化剂多搞几遍反应,就能拿到enantio pure的产物,是不是想想就很爽。但是,现实是还是把催化剂搞纯比较简单。
Kagan绝对是这个研究方向的先驱加大牛了,1980年就开始搞,做了机理,还做了相关理论的构建等等,这里就不讨论相关的数学建模了。Soai没有那么大的贡献的,而且做的也晚,大概算是蹭上了吧。讲几个有名的反应吧,其实说白了Kagan就是研究Sharpless反应的机理,搞出名堂了。
第一个反应Sharpless的Geraniol环氧化,这是个positive non linear effect的反应,产物的ee比催化剂高。为什么会这样,是因为R,S catalyst可以形成titanium heterodimer,哎,这个东西它不怎么催化反应,所以吧,只要有多余的R或者S catalyst,就会催化相应产物的生成,所以这个产物的ee是比催化剂高的。这是Kagan的工作。
第二个反应,Sulfide Oxidation,用的还是titanium和DET的催化体系,要我说吧,这个体系应该是有妖的。反应如下图,这是个negative non linear effect的反应,产物的ee比催化剂的要低,原因是R,S催化剂形成的heterotetramer(两个钛外加四个催化剂),它催化效果更好,所以会更快更多的消耗底物生成racemic product。这也是Kagan的工作。第三个反应,Soai的auto catalysis,这个反应极具迷惑性,如下图。反应的底物是aldehyde和锌试剂,反应的产物是醇,catalyst是醇,这算是一个auto catalysis,就是你一开始用一个ee纯度不怎么高的catalyst,搞它个几次,你将会得到越来越纯的alcohol,而这个alcohol既是你的产物又是你的催化剂,有意思吧,哎,其实没什么意思,机理跟第一个反应它是一样的。 至于UP的反应呢,UP做了一百多个反应,曲线千奇百怪,最后,还是上了DOSY NMR搞清楚了催化剂complex在溶剂里基本是dimer。
最后,虽然我个人也并不觉得工作有什么特别之处,但这个诺贝尔奖还是挺让人唏嘘的,时至今日,有机领域已经很少有人还手搓反应机理了,大部分都是拿DFT算一算就算是很有诚意的了,进入AI时代,这样old school的机理研究就更不会存在了,不管怎么说,时代落幕之前,把奖颁给尚在人世且尚未拿奖的Kagan,也算是有人情味了吧,大家把它看成是终身成就奖就好啦。




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回复删除分子机器拿诺奖真的很奇怪,从拿奖到现在十年了,感觉除了转圈圈也没看出哪些东西有什么实际用处,应该和纳米小人坐一桌(不是)
回复删除哈哈哈,纳米小人如此可爱才是一篇JOC。。。
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