看360 看360看360

全合成到底如何入门?

以下是为大家精心整理的"全合成到底如何入门?"相关知识及问题的最佳答案:

全合成到底如何入门?

看文献一脸懵逼,是否该看有机化学二脸懵逼,是否有简单的东西三脸懵逼,去实验室毫无意义地按部就班投反应四脸懵逼……

所以你本科都学了个啥?(五脸懵逼)

为啥研究生想要做全合成?(六脸懵逼)

我给你个建议吧:如果你现在的研究生导师的导师(也就是你师爷)并不是世界第一梯队做全合成的,或者你研究生所在的学校既非985也非中国科学院大学,那么及早退出可能最适合你。

找个自己更适合做的事情作为自己的职业,赚点钱,结个婚,养个小孩,岂不是美滋滋?

如果你是真心喜欢全合成,想要坚持走下去,那么我再多啰嗦一些吧,希望你能够耐心看完。

看问题描述你现在应该已经进实验室做实验了,但是你会发现做实验用到的反应和之前书本上学到的东西很不一样,好像什么都是新的,好像突然间自己什么都不懂了。

因为之前的有机化学学习侧重基本知识和原理,是知识储备导向的;而真正做有机合成侧重的是实现,是目的导向的。

一条路线要能实现,那就要确保里面每个反应都能work。要说有机化学反应的门道那可就多了。

简单如一级醇氧化成醛:Dess-Martin Periodinane最直接,但碰到邻二醇它就不灵了;Swern氧化闻着臭用着香,但碰到羰基beta位有离去基团的底物就嗝屁了;TPAP/NMO氧化后处理最容易,但架不住这俩玩意儿都爱吸潮;aerobic oxidation大法绿色环保,但对底物位阻太敏感;电化学氧化往往能给你意外的惊喜,但电极和装置set-up可能就能折腾你大半天……

有的一级醇底物随你怎么氧化都行,点到点,产率基本定量;有的一级醇底物用什么方法都不行,不是没反应就是底物扛不住,最后终于筛到个诡异的条件work了,产率三四十……

这就是为什么你看文献会看到一堆以前从来没见过的反应条件。在你心里不断发出“这是什么鬼,那又是什么鬼”感叹的同时,你或许也正在为一个反应一个转化绞尽脑汁,寻求各种稀奇古怪的解决方案。于是你理解了别人的苦衷,别人也理解了你的苦衷;在这种相互理解中,你学习了,成长了。

全合成入门奥义其一:不管循规蹈矩还是剑走偏锋,能做出来的反应就是好反应,能实现的路线就是好路线。

若是对有机合成中的奇淫巧技感兴趣,可以看看我写的另一个回答(突然发现这个坑还没填满……):

有机合成实验有什么奇技淫巧?

好了,经过几百个反应的捶打,你现在基本上是个合格的实验工了。如果你实验操作过硬(也就是我们常说的“手比较好”),你的导师或许还愿意让你带一带新进组的同学;如果在这个过程中你勤于思考善于总结,应该还会有许多有机化学知识上的收获,甚至是路线设计上的一些不太成熟的心得体会。

于是你可能会越来越频繁地思考这样一些问题:我现在的路线真的足够好足够有效么?还有没有提升的空间?从A到B再到C看起来有些繁琐,有没有从A一步就到C的解决方案?

于是你带着疑问一查数据库,嘿,还真有和A到C相类似的转化!哈哈,被我发现捷径了吧~

先别高兴得太早!这时候你需要做的,是收起你脸上得意洋洋的笑容,然后谦虚地向带你做这个课题的师兄师姐请教这种可能性。很可能你此时想到的,别人早已经想到了,并且早已经尝试过了。在与师兄师姐交流的过程中你或许会发现,之所以他们不这样做的原因,可能是:

1)A到C的转化本身无法实现(尽管它们和文献报道的差别十分微小);2)A到C的转化实际产率很低,远低于A到B再到C的总产率;3)A到C的转化需要手套箱或者某个很昂贵的试剂来实现,但是实验室不具备相应的条件;4)A到C的转化需要用到剧毒试剂或危险操作;以及5)师兄师姐确实不小心忽略了这条捷径。

而你们讨论的结果,或许会让你彻底放弃掉这个idea;或许师兄师姐原本早已放弃,但因你的提出而备受鼓舞,决定再次寻求直接从A到C的可能性;或许在讨论中有人灵光一闪,想到了从A到C切实可行的解决方案。

到了这一步,无论讨论结果如何,相信我,有关A到C转化的相关知识,整个实验室没有人比你更懂,你就是这个小领域里的专家。

全合成入门奥义其二:敬畏自然,敬畏智慧,合理利用学术资源,认识到团队协作的重要性。

这时候你可能已经完成了一些高级中间体的合成,并且自己独立探索并优化了一些反应。师兄师姐对你很满意,认为你是一名可靠的得力干将,你们的相处也很融洽。最终的目标分子就在眼前,此时你的内心反而有些怅然:

这个分子难度不算大,生物活性也不算好,也不是什么制药重要中间体,就算做出来了又有什么意义呢?这个课题要如何才能发好文章呢?

你的大脑已经不是第一次思考“课题的意义”这个问题了——甚至在你进组的那一天还没来得及思考这个问题时,你的导师或师兄师姐已经给你啰嗦了一堆这个分子的重要性。当时的你懵懵懂懂,面对他们滔滔不绝的介绍频频点头,嘴里不断念到“嗯……哦……嗯嗯……”

可现在当你再次回过头来思考这个问题时,一切都变得不同了——曾经你踮起脚尖才能稍微仰望到这个目标发出的光芒;此时的它近在咫尺,却雾气重重。你看不清楚,却又很迫切地想要看清楚。

于是你又看了一遍这个分子的分离文献,想再一次感受这个分子最初是如何走入科学家的视野的:它可能存在于某种高山植物中,随着气候和土质的变化若隐若现,正好那一年采集的植物没有让天然产物分离学家们失望;它可能存在于某种放线菌中,这种放线菌所栖息的石块其貌不扬,随处可见,但那天它恰巧碰到了一位爱较真的分离学家把它当成了一块宝;它可能存在于日本某个人迹罕至的岛屿,秘鲁某个美丽的海岸,那里生活着同一种橙色的海鞘,上面附着着某些单孢菌正在夜以继日地生产着这种神奇的次级代谢产物……

你感叹着这些分子结构的精巧与复杂,同时也感受到了科学家们定出这些化学结构时的艰辛。我们总是拿着核磁谱图对自己手中的产物结构自信满满,但这总归是有迹可循的(譬如从原料的结构可推断出产物的结构)。你不禁要问,二十年前的核磁仪器那么烂,天然产物结构如此复杂,他们到底是怎么做到的?

你会发现,果然,他们不总是对的,有时候还错得很离谱;但他们很难马上意识到这些错误。若不是合成化学家在实验室里把它们合成出来,对比谱图,那么再难有办法去验证首次发表结构的真伪了。

但全合成的意义不止于此。

你会发现有的分子仅少量存在于自然界中,人们极难获取;有的分子虽能追根溯源,但重现性不佳;有的分子具有某些特殊功能,很有必要合成其类似物研究构效关系;有的分子长得很惊艳,本身就自带诸多化学挑战。

一个课题的重要性往往是有多个维度的,知道了每个维度上目标分子所处的位置,也就知道了它的具体坐标:

它属于哪个家族?它有多稀缺?它有多难合成?它有多诱人的生物活性?它有多大的成药潜力?有多少人曾经为之疯狂过?他们都做了哪些重要工作?解决了有关于它(或这个家族)的哪些问题?

搞清楚了这些问题的你,终于得以拨开重重浓雾,见到那目标原本的模样。

全合成入门奥义其三:在着手解决有关于它的化学问题之前,先尽量了解有关它的一切。


全合成到底如何入门?

看文献一脸懵逼,是否该看有机化学二脸懵逼,是否有简单的东西三脸懵逼,去实验室毫无意义地按部就班投反应四脸懵逼……

所以你本科都学了个啥?(五脸懵逼)

为啥研究生想要做全合成?(六脸懵逼)

我给你个建议吧:如果你现在的研究生导师的导师(也就是你师爷)并不是世界第一梯队做全合成的,或者你研究生所在的学校既非985也非中国科学院大学,那么及早退出可能最适合你。

找个自己更适合做的事情作为自己的职业,赚点钱,结个婚,养个小孩,岂不是美滋滋?

如果你是真心喜欢全合成,想要坚持走下去,那么我再多啰嗦一些吧,希望你能够耐心看完。

看问题描述你现在应该已经进实验室做实验了,但是你会发现做实验用到的反应和之前书本上学到的东西很不一样,好像什么都是新的,好像突然间自己什么都不懂了。

因为之前的有机化学学习侧重基本知识和原理,是知识储备导向的;而真正做有机合成侧重的是实现,是目的导向的。

一条路线要能实现,那就要确保里面每个反应都能work。要说有机化学反应的门道那可就多了。

简单如一级醇氧化成醛:Dess-Martin Periodinane最直接,但碰到邻二醇它就不灵了;Swern氧化闻着臭用着香,但碰到羰基beta位有离去基团的底物就嗝屁了;TPAP/NMO氧化后处理最容易,但架不住这俩玩意儿都爱吸潮;aerobic oxidation大法绿色环保,但对底物位阻太敏感;电化学氧化往往能给你意外的惊喜,但电极和装置set-up可能就能折腾你大半天……

有的一级醇底物随你怎么氧化都行,点到点,产率基本定量;有的一级醇底物用什么方法都不行,不是没反应就是底物扛不住,最后终于筛到个诡异的条件work了,产率三四十……

这就是为什么你看文献会看到一堆以前从来没见过的反应条件。在你心里不断发出“这是什么鬼,那又是什么鬼”感叹的同时,你或许也正在为一个反应一个转化绞尽脑汁,寻求各种稀奇古怪的解决方案。于是你理解了别人的苦衷,别人也理解了你的苦衷;在这种相互理解中,你学习了,成长了。

全合成入门奥义其一:不管循规蹈矩还是剑走偏锋,能做出来的反应就是好反应,能实现的路线就是好路线。

若是对有机合成中的奇淫巧技感兴趣,可以看看我写的另一个回答(突然发现这个坑还没填满……):

有机合成实验有什么奇技淫巧?

好了,经过几百个反应的捶打,你现在基本上是个合格的实验工了。如果你实验操作过硬(也就是我们常说的“手比较好”),你的导师或许还愿意让你带一带新进组的同学;如果在这个过程中你勤于思考善于总结,应该还会有许多有机化学知识上的收获,甚至是路线设计上的一些不太成熟的心得体会。

于是你可能会越来越频繁地思考这样一些问题:我现在的路线真的足够好足够有效么?还有没有提升的空间?从A到B再到C看起来有些繁琐,有没有从A一步就到C的解决方案?

于是你带着疑问一查数据库,嘿,还真有和A到C相类似的转化!哈哈,被我发现捷径了吧~

先别高兴得太早!这时候你需要做的,是收起你脸上得意洋洋的笑容,然后谦虚地向带你做这个课题的师兄师姐请教这种可能性。很可能你此时想到的,别人早已经想到了,并且早已经尝试过了。在与师兄师姐交流的过程中你或许会发现,之所以他们不这样做的原因,可能是:

1)A到C的转化本身无法实现(尽管它们和文献报道的差别十分微小);2)A到C的转化实际产率很低,远低于A到B再到C的总产率;3)A到C的转化需要手套箱或者某个很昂贵的试剂来实现,但是实验室不具备相应的条件;4)A到C的转化需要用到剧毒试剂或危险操作;以及5)师兄师姐确实不小心忽略了这条捷径。

而你们讨论的结果,或许会让你彻底放弃掉这个idea;或许师兄师姐原本早已放弃,但因你的提出而备受鼓舞,决定再次寻求直接从A到C的可能性;或许在讨论中有人灵光一闪,想到了从A到C切实可行的解决方案。

到了这一步,无论讨论结果如何,相信我,有关A到C转化的相关知识,整个实验室没有人比你更懂,你就是这个小领域里的专家。

全合成入门奥义其二:敬畏自然,敬畏智慧,合理利用学术资源,认识到团队协作的重要性。

这时候你可能已经完成了一些高级中间体的合成,并且自己独立探索并优化了一些反应。师兄师姐对你很满意,认为你是一名可靠的得力干将,你们的相处也很融洽。最终的目标分子就在眼前,此时你的内心反而有些怅然:

这个分子难度不算大,生物活性也不算好,也不是什么制药重要中间体,就算做出来了又有什么意义呢?这个课题要如何才能发好文章呢?

你的大脑已经不是第一次思考“课题的意义”这个问题了——甚至在你进组的那一天还没来得及思考这个问题时,你的导师或师兄师姐已经给你啰嗦了一堆这个分子的重要性。当时的你懵懵懂懂,面对他们滔滔不绝的介绍频频点头,嘴里不断念到“嗯……哦……嗯嗯……”

可现在当你再次回过头来思考这个问题时,一切都变得不同了——曾经你踮起脚尖才能稍微仰望到这个目标发出的光芒;此时的它近在咫尺,却雾气重重。你看不清楚,却又很迫切地想要看清楚。

于是你又看了一遍这个分子的分离文献,想再一次感受这个分子最初是如何走入科学家的视野的:它可能存在于某种高山植物中,随着气候和土质的变化若隐若现,正好那一年采集的植物没有让天然产物分离学家们失望;它可能存在于某种放线菌中,这种放线菌所栖息的石块其貌不扬,随处可见,但那天它恰巧碰到了一位爱较真的分离学家把它当成了一块宝;它可能存在于日本某个人迹罕至的岛屿,秘鲁某个美丽的海岸,那里生活着同一种橙色的海鞘,上面附着着某些单孢菌正在夜以继日地生产着这种神奇的次级代谢产物……

你感叹着这些分子结构的精巧与复杂,同时也感受到了科学家们定出这些化学结构时的艰辛。我们总是拿着核磁谱图对自己手中的产物结构自信满满,但这总归是有迹可循的(譬如从原料的结构可推断出产物的结构)。你不禁要问,二十年前的核磁仪器那么烂,天然产物结构如此复杂,他们到底是怎么做到的?

你会发现,果然,他们不总是对的,有时候还错得很离谱;但他们很难马上意识到这些错误。若不是合成化学家在实验室里把它们合成出来,对比谱图,那么再难有办法去验证首次发表结构的真伪了。

但全合成的意义不止于此。

你会发现有的分子仅少量存在于自然界中,人们极难获取;有的分子虽能追根溯源,但重现性不佳;有的分子具有某些特殊功能,很有必要合成其类似物研究构效关系;有的分子长得很惊艳,本身就自带诸多化学挑战。

一个课题的重要性往往是有多个维度的,知道了每个维度上目标分子所处的位置,也就知道了它的具体坐标:

它属于哪个家族?它有多稀缺?它有多难合成?它有多诱人的生物活性?它有多大的成药潜力?有多少人曾经为之疯狂过?他们都做了哪些重要工作?解决了有关于它(或这个家族)的哪些问题?

搞清楚了这些问题的你,终于得以拨开重重浓雾,见到那目标原本的模样。

全合成入门奥义其三:在着手解决有关于它的化学问题之前,先尽量了解有关它的一切。


全合成到底如何入门?

全合成可以说是有机合成化学集大成的一个领域了,既然是集大成,那必然最重要的就是知识和经验的积累,而积累是需要时间的。不好意思得先给题主泼个冷水,这个积累的过程非常不容易,可以说几乎没有捷径可言。但是,有句话说得好,有志者事竟成。只要肯下定决心去积累,每天都会不断进步。

首先要说的第一个积累的内容,毫无疑问是有机反应。全合成虽然在化学领域最被人诟病,但终究也是有机化学训练最全面的领域。全合成最著名的理论是EJ Corey提出的逆合成分析理论,然而对着一个陌生的有机分子,如果没有足够有机反应的知识储备,就是想做逆合成分析也只能望洋兴叹不知从何处下手。学习有机反应,倒是有个捷径,有本书做全合成的应该人尽皆知,就是那本250人名反应,英文全名叫Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis。不过,反应虽多,我却不建议死记硬背,而要学会举一反三,学习反应的本质。毕竟有机化学涉及到的反应不外乎各种负离子、正离子、自由基、卡宾、金属有机(organometallics)和周环反应(pericyclic reaction)这几类,积累有机反应最直接的素材自然来自于每天看的一手文献,可以是每天实时更新的各大文献杂志的ASAP(推荐JACS,Nature,Science,Nature Chemistry,Angewandte,OrgLett,JOC,etc),也可以是自己手头正在做的反应参考的文献,总之只要有不懂的,就可以去查阅文献,再辅助这本人名反应的大百科全书,争取把不熟的有机反应机理吃透(当然了很多机理是有争议的,可以了解参考,不能尽信书,否则不如无书)。久而久之,随着文献阅读和自己实验的积累,学到的反应越来越多,这时候再进行总结归纳各个不同反应的相通之处,不同之处,才能理解为什么有时候同一个反应的目标,有些人喜欢这个条件,另一些人又喜欢那个条件。

250人名反应

其次要积累的内容,则是基本的高等有机化学原理知识。有了这部分知识,你才能更好地理解上面学到的有机反应中反应机理问题,各种化学选择性问题,包括但不限于化学选择性(chemoselectivity),区域选择性(regioselectivity),立体选择性(stereoselectivity)等等,其中立体选择性在全合成中尤为重要。这部分内容上研究生课的时候基本都是要学习的,推荐两个资源,一是现代物理有机化学那本书,英文名叫Modern Physical Organic Chemistry,Anslyn和Dougherty写的这本;另一个是哈佛大学教授David Evans上高等有机课的课件(谷歌搜索Evans Chem 206),这两部分内容如果能够吃透,基本上你的水平就是教授级别了。当然了,Carey的那本高等有机化学书也可以读一读,但是那本书(第五版)内容略陈旧(不知最近是否有新版),很多知识更新非常快,学到的反应还不如去读一手文献呢。

现代物理有机化学

然后,虽然我第三个才说,但是这是最重要的一个积累,就是实验室做实验学习各种化学反应操作的积累。读一个全合成博士学位,没做过几千个反应都不好意思说自己是做全合成的。要充分吃透第一部分说的有机反应,最有效的办法就是自己动手去做这个反应,反映到实际生活中就是低年级的研究生要学会多帮高年级研究生打打下手,向高年级的师兄师姐多学习做反应的经验。我的本科导师杨震教授当年在美国全合成大佬KC Nicolaou课题组做博士后的时候,他一开始就是虚心帮同事备料学习合成操作技术,这样学到的真本领之后,才促成了他完成紫杉醇,Brevetoxin A,Epothiolone等多个复杂天然产物的全合成。不要觉得自己帮人打下手低人一等,刚开始的时候只有多向前辈学习做反应,才能学到好的有机合成知识。

以上就是我自己踏入全合成领域八年来的心得体会,分享给你,希望对你有帮助!


全合成到底如何入门?

全合成可以说是有机合成化学集大成的一个领域了,既然是集大成,那必然最重要的就是知识和经验的积累,而积累是需要时间的。不好意思得先给题主泼个冷水,这个积累的过程非常不容易,可以说几乎没有捷径可言。但是,有句话说得好,有志者事竟成。只要肯下定决心去积累,每天都会不断进步。

首先要说的第一个积累的内容,毫无疑问是有机反应。全合成虽然在化学领域最被人诟病,但终究也是有机化学训练最全面的领域。全合成最著名的理论是EJ Corey提出的逆合成分析理论,然而对着一个陌生的有机分子,如果没有足够有机反应的知识储备,就是想做逆合成分析也只能望洋兴叹不知从何处下手。学习有机反应,倒是有个捷径,有本书做全合成的应该人尽皆知,就是那本250人名反应,英文全名叫Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis。不过,反应虽多,我却不建议死记硬背,而要学会举一反三,学习反应的本质。毕竟有机化学涉及到的反应不外乎各种负离子、正离子、自由基、卡宾、金属有机(organometallics)和周环反应(pericyclic reaction)这几类,积累有机反应最直接的素材自然来自于每天看的一手文献,可以是每天实时更新的各大文献杂志的ASAP(推荐JACS,Nature,Science,Nature Chemistry,Angewandte,OrgLett,JOC,etc),也可以是自己手头正在做的反应参考的文献,总之只要有不懂的,就可以去查阅文献,再辅助这本人名反应的大百科全书,争取把不熟的有机反应机理吃透(当然了很多机理是有争议的,可以了解参考,不能尽信书,否则不如无书)。久而久之,随着文献阅读和自己实验的积累,学到的反应越来越多,这时候再进行总结归纳各个不同反应的相通之处,不同之处,才能理解为什么有时候同一个反应的目标,有些人喜欢这个条件,另一些人又喜欢那个条件。

250人名反应

其次要积累的内容,则是基本的高等有机化学原理知识。有了这部分知识,你才能更好地理解上面学到的有机反应中反应机理问题,各种化学选择性问题,包括但不限于化学选择性(chemoselectivity),区域选择性(regioselectivity),立体选择性(stereoselectivity)等等,其中立体选择性在全合成中尤为重要。这部分内容上研究生课的时候基本都是要学习的,推荐两个资源,一是现代物理有机化学那本书,英文名叫Modern Physical Organic Chemistry,Anslyn和Dougherty写的这本;另一个是哈佛大学教授David Evans上高等有机课的课件(谷歌搜索Evans Chem 206),这两部分内容如果能够吃透,基本上你的水平就是教授级别了。当然了,Carey的那本高等有机化学书也可以读一读,但是那本书(第五版)内容略陈旧(不知最近是否有新版),很多知识更新非常快,学到的反应还不如去读一手文献呢。

现代物理有机化学

然后,虽然我第三个才说,但是这是最重要的一个积累,就是实验室做实验学习各种化学反应操作的积累。读一个全合成博士学位,没做过几千个反应都不好意思说自己是做全合成的。要充分吃透第一部分说的有机反应,最有效的办法就是自己动手去做这个反应,反映到实际生活中就是低年级的研究生要学会多帮高年级研究生打打下手,向高年级的师兄师姐多学习做反应的经验。我的本科导师杨震教授当年在美国全合成大佬KC Nicolaou课题组做博士后的时候,他一开始就是虚心帮同事备料学习合成操作技术,这样学到的真本领之后,才促成了他完成紫杉醇,Brevetoxin A,Epothiolone等多个复杂天然产物的全合成。不要觉得自己帮人打下手低人一等,刚开始的时候只有多向前辈学习做反应,才能学到好的有机合成知识。

以上就是我自己踏入全合成领域八年来的心得体会,分享给你,希望对你有帮助!


全合成到底如何入门?

看到提问想了下还是可以答下,纯属个人经验和意见。先自我介绍下,东南沿海某985高校18届博士毕业生,已经在工业届工作满2年。

先说下什么是全合成(total synthesis)

从原理上讲,全合成是从较简单化合物出发,完成合成自然界(狭义只包括动植物,广义还还应该包含微生物和环境)中提取的复杂的次级代谢产物分子,通常合成中不得借助生物过程。

作为有机合成的一个部分,其实你可以看到全合成在概念上是比较局限的,首先人工合成的复杂化合物不属于全合成的目标分子的范畴,天然产物中的三大营养物质糖类、蛋白质和脂质的合成其实也不属于全合成的范畴,此外生物工程上用到的酶催化反应不可以应用于全合成中。

所以作为一名新入学的学生,摆在面前的两条路,一是只学习“真”全合成,那么你之后的研究基础是化学反应,好处是专精,概念厘清后以后发文章不会犯低级错误(祝你能坚持到毕业前发表)。二是我来者不拒什么都看,什么都学,什么都用,那么好处是了解的广泛,工业届特别喜欢知道合成方法优缺点的人,能给公司省钱啊。

经济基础决定上层建筑。

全合成作为一门学科是明显的偏应用的基础学科。

其作为基础学科的意义在于,首先是其可以用于有机分子的结构确证,尤其是手性分子;其次则是其作为有机小分子药物研究的最初始的原点,对于新药物的发现有巨大的意义,现阶段几乎全部药物先导化合物都是通过全合成获得的。

它的应用面在于你每合成一个分子就给了这个分子的一条新的合成路线,当这个目标分子的选择是具有科学意义(包括但不限于药学性能、结构新颖)的分子,那么你做出来的这条合成路线就是具有应用性的,或者可以用于合成药物,或者给其他人以借鉴用于合成具有类似新结构的新分子。

那全合成的应用面的基础是什么?

答案是有机化学方法学,每一个反应和每一个新发明的合成方法,是全合成的基础,毕竟你是通过一步步反应将简单的小分子转化成复杂的目标分子的。

因此,我的建议是作为初学者,每天都应该阅读大量的方法学文章,思考其合成方法的机理。同时还应该阅读并记忆大量的人名反应,这部分其实应该在研一的前半年完成。

在阅读了大量的方法学文章以后,可以保持间隔一段时间(可以比较长,半个月一篇,后期建议频次加快)阅读一篇全合成文献,但是每阅读一篇,都需要做到的是将合成路线中的每一步反应都搞懂,分子中什么反应位点发生了什么反应,这个反应的机理是什么,机理能不能画出来,可能的副反应又是什么,每个试剂在反应中起了什么作用,分子中有没有多个反应位点(最近文献的难点,每一个C-H官能团化反应都是噩梦),化学选择性是如何实现的,产生新的手性中心的反应,其相对立体化学和绝对立体化学有无控制,如何控制的。在这个阶段你会发现,之前读的人名反应啊,方法学机理怎么有很多局限的地方呢,怎么这个简单的反应机理我画不出来啊,这一段是最痛苦的了,可能1~2年左右的时间都要在这样痛苦的渡过。

当你读到,看全合成的文献不需要查人名反应了,不需要翻书认反应了,不需要想试剂结构了,恭喜你全合成入门达成。

进阶才是大量的阅读全合成路线,设计路线。

以上。祝你好运


全合成到底如何入门?

看到提问想了下还是可以答下,纯属个人经验和意见。先自我介绍下,东南沿海某985高校18届博士毕业生,已经在工业届工作满2年。

先说下什么是全合成(total synthesis)

从原理上讲,全合成是从较简单化合物出发,完成合成自然界(狭义只包括动植物,广义还还应该包含微生物和环境)中提取的复杂的次级代谢产物分子,通常合成中不得借助生物过程。

作为有机合成的一个部分,其实你可以看到全合成在概念上是比较局限的,首先人工合成的复杂化合物不属于全合成的目标分子的范畴,天然产物中的三大营养物质糖类、蛋白质和脂质的合成其实也不属于全合成的范畴,此外生物工程上用到的酶催化反应不可以应用于全合成中。

所以作为一名新入学的学生,摆在面前的两条路,一是只学习“真”全合成,那么你之后的研究基础是化学反应,好处是专精,概念厘清后以后发文章不会犯低级错误(祝你能坚持到毕业前发表)。二是我来者不拒什么都看,什么都学,什么都用,那么好处是了解的广泛,工业届特别喜欢知道合成方法优缺点的人,能给公司省钱啊。

经济基础决定上层建筑。

全合成作为一门学科是明显的偏应用的基础学科。

其作为基础学科的意义在于,首先是其可以用于有机分子的结构确证,尤其是手性分子;其次则是其作为有机小分子药物研究的最初始的原点,对于新药物的发现有巨大的意义,现阶段几乎全部药物先导化合物都是通过全合成获得的。

它的应用面在于你每合成一个分子就给了这个分子的一条新的合成路线,当这个目标分子的选择是具有科学意义(包括但不限于药学性能、结构新颖)的分子,那么你做出来的这条合成路线就是具有应用性的,或者可以用于合成药物,或者给其他人以借鉴用于合成具有类似新结构的新分子。

那全合成的应用面的基础是什么?

答案是有机化学方法学,每一个反应和每一个新发明的合成方法,是全合成的基础,毕竟你是通过一步步反应将简单的小分子转化成复杂的目标分子的。

因此,我的建议是作为初学者,每天都应该阅读大量的方法学文章,思考其合成方法的机理。同时还应该阅读并记忆大量的人名反应,这部分其实应该在研一的前半年完成。

在阅读了大量的方法学文章以后,可以保持间隔一段时间(可以比较长,半个月一篇,后期建议频次加快)阅读一篇全合成文献,但是每阅读一篇,都需要做到的是将合成路线中的每一步反应都搞懂,分子中什么反应位点发生了什么反应,这个反应的机理是什么,机理能不能画出来,可能的副反应又是什么,每个试剂在反应中起了什么作用,分子中有没有多个反应位点(最近文献的难点,每一个C-H官能团化反应都是噩梦),化学选择性是如何实现的,产生新的手性中心的反应,其相对立体化学和绝对立体化学有无控制,如何控制的。在这个阶段你会发现,之前读的人名反应啊,方法学机理怎么有很多局限的地方呢,怎么这个简单的反应机理我画不出来啊,这一段是最痛苦的了,可能1~2年左右的时间都要在这样痛苦的渡过。

当你读到,看全合成的文献不需要查人名反应了,不需要翻书认反应了,不需要想试剂结构了,恭喜你全合成入门达成。

进阶才是大量的阅读全合成路线,设计路线。

以上。祝你好运


全合成到底如何入门?

虽然不干化学转程序员了,但还是来说句,全合成你要做,以后就一直做下去吧。也不知道你理论+实验基础咋样。那先说打基础啊,立体化学这部分,要会看基本的一/二维谱,C H F P都得会吧?然后手性化合物分离,反应方程式的产物立体化学书写,还有Cram,Falkin之类的模型也要了解,具体文献Francis.A.Carey的高等有机化学里面可以找找。还有共轭反应,浏览下L.弗莱明的《前线轨道与有机化学反应》可以获得很多经典正面/经典反面案例。全合成的话,如果按部就班的投反应是打实验基础,我就不信老板会让你各种试,毕竟也是投原料/试剂也是要钱的,课题做到什么步骤就做什么反应。全合成涉及的小步骤挺多的,什么经典的 Swern氧化,Kornblum,Favorskii,以氰基硼氢化钠为例的还原胺化,脱水,羧酸的(草酰氯/SOCl2)酰化反应等等以及他们的后处理,都得实际操作一遍你才能说你学过。carbene nitrene中间体之类的暂时不用做,有点危险,涉及剧毒的三氟甲??,PCl3之类的也不要做,发烟熏得人死。既然是科研上的全合成,就可以多试试新的方法学,做的漂亮点,要是中试,放大的话,大多数方法都得凉凉。再说说体系,你以后的研究领域多多少少和你老板的有关系吧?比如你老板做香豆素衍生物全合成,你也弄一个衍生物体系做做。浏览文献,关于现实意义的,估计你老板文章里都引用过,多看看,你不光要看他的,还要看他老板的,一脉相承的事,了解下这个合成方向的前前后后的历史发展脉络。

有事没事看下,福山透,EJCorey,Nicewisc,McMilliam等人的论文吧.

最后奉劝一句,走科研已经很难了,这不是20世纪,坑少人多


全合成到底如何入门?

虽然不干化学转程序员了,但还是来说句,全合成你要做,以后就一直做下去吧。也不知道你理论+实验基础咋样。那先说打基础啊,立体化学这部分,要会看基本的一/二维谱,C H F P都得会吧?然后手性化合物分离,反应方程式的产物立体化学书写,还有Cram,Falkin之类的模型也要了解,具体文献Francis.A.Carey的高等有机化学里面可以找找。还有共轭反应,浏览下L.弗莱明的《前线轨道与有机化学反应》可以获得很多经典正面/经典反面案例。全合成的话,如果按部就班的投反应是打实验基础,我就不信老板会让你各种试,毕竟也是投原料/试剂也是要钱的,课题做到什么步骤就做什么反应。全合成涉及的小步骤挺多的,什么经典的 Swern氧化,Kornblum,Favorskii,以氰基硼氢化钠为例的还原胺化,脱水,羧酸的(草酰氯/SOCl2)酰化反应等等以及他们的后处理,都得实际操作一遍你才能说你学过。carbene nitrene中间体之类的暂时不用做,有点危险,涉及剧毒的三氟甲??,PCl3之类的也不要做,发烟熏得人死。既然是科研上的全合成,就可以多试试新的方法学,做的漂亮点,要是中试,放大的话,大多数方法都得凉凉。再说说体系,你以后的研究领域多多少少和你老板的有关系吧?比如你老板做香豆素衍生物全合成,你也弄一个衍生物体系做做。浏览文献,关于现实意义的,估计你老板文章里都引用过,多看看,你不光要看他的,还要看他老板的,一脉相承的事,了解下这个合成方向的前前后后的历史发展脉络。

有事没事看下,福山透,EJCorey,Nicewisc,McMilliam等人的论文吧.

最后奉劝一句,走科研已经很难了,这不是20世纪,坑少人多


全合成到底如何入门?

看到这个问题,依稀感觉回到了一个七八年前的晚上,那时候大一还是大二的我梦想还是去做全合成。

然后在某位前辈的教导下再也没去想过做这玩意儿。

时至今日,我依旧会去看那些非常nice的paper,但我只会惊叹大牛们的思路,绝不会有半点想法去自己做。

也许有一天我会离开基础教育继续去做科研,但是也一定不会选择全合成。

虽然已经脱离科研一线很多年了,但是这段聊天记录我一直保存在我手机里。


全合成到底如何入门?

看到这个问题,依稀感觉回到了一个七八年前的晚上,那时候大一还是大二的我梦想还是去做全合成。

然后在某位前辈的教导下再也没去想过做这玩意儿。

时至今日,我依旧会去看那些非常nice的paper,但我只会惊叹大牛们的思路,绝不会有半点想法去自己做。

也许有一天我会离开基础教育继续去做科研,但是也一定不会选择全合成。

虽然已经脱离科研一线很多年了,但是这段聊天记录我一直保存在我手机里。