全合成的意義是什麼？

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現在國內外有很多課題組在做全合成，也確實做出了不少非常複雜的分子，裡面用到了許多令人驚嘆的合成手法。但是花了好長時間幾十步的反應，砸了幾百萬進去，最後只拿到那麼一點點東西，總感覺不值啊……所以全合成的意義是什麼呢？

全合成的意義其實是由時代改變一直在改變的，這裡所指的全合成當然是指有機天然產物全合成。

在Woodward之前的時代，科學家們分離了天然產物，通過各種非常拙劣的分析手段（相當於現今的分析手段）例如紅外、質譜、非常低解析度的NMR確定或猜測其結構。而該天然產物的結構其實是無法被完全確定的，這個過程就和盲人摸象一樣。那麼一般只有一種辦法確定其結構，就是合成它！換言之，在那個年代，全合成的意義在於確定物質結構。

在Woodward的時代，各種先進的分析儀器也開始嶄露頭角，可以更容易更準確的知道其具體的結構。Woodward大神告訴大家一件事情：自然裡面所有合成的物質，人類都可以把它在實驗室里做出來。無非就是多少人力和物力的問題。所以這個階段的全合成在我看來是證明人類的能力。

在Woodward之後的時代，是小分子製藥的黃金髮展時期。全合成技術變得尤為重要，如何更快更有效率的合成分子？以及如何優化分子以達到更好的藥效？全合成已經不單單是合成天然產物，降低提純成本的手段，已經變成唯一獲得天然產物類似物的手段。

在小分子黃金時期過後，也就是當下……生物製藥開始大行其道，小分子製藥的市場一再萎縮，大批全合成化學家失業。很多的合成化學家其實開始思考全合成的意義。很多科學家仍然沿襲之前的思路。解析確定結構，或者優化合成路線，在合成中研究出新的方法學等。

即時在今時今日，也有結構解析錯誤，最後通過全合成發現並修改結構的故事。例如Baran大神的Palau"amine的故事，由於一開始提供的結構錯誤致使第一個全合成誕生的困難。詳見：The Pursuit of Palau"amine。類似的故事在我之前的組也發生過，合成一個化合物的Library A-D, 認為ABCD四個化合物僅僅是手性上的區別，通過全合成後發現其中一個合成出來的分子無法與天然產物的分子的譜圖匹配，最後發現其中一個並非是手性異構還是結構異構。詳見：http://www.nature.com/nchem/journal/v4/n2/full/nchem.1233.html

對於這個問題，Baran大神的做法是專門挑那些已經無法再提純到的物質！也就是那些世界上只有0.x mg的天然產物，已經無法再用自然的手法提取，除了人工合成它，我們還有什麼辦法得到他們呢？

@Amedus Pan 說得挺全的，我挺同意全合成的意義具有時代性特徵的。我就個人看法和思考給出一點點補充~

相信只要大家多觀察一下就會發現，當今時代的合成化學家都多多少少搞點兒化學生物學，或者合作搞點兒化學生物學。所以在當下，全合成與化學生物學的合作對於全合成本身具有重要的意義。那這裡有人問了，既然要天然產物，直接去植物微生物那兒提取不完了？要知道很多高活性天然產物在自然界中含量都很低，要分離提純，得消費多少原材料？而且這也明顯不符合可持續發展的要求啊，你要這麼搞的話，紅豆杉哭暈在廁所啊。所以，全合成儘管也是耗時耗力的過程，但是相比之下其合成通量還是更大的，所以這裡也就引出了當下有機合成所需要達到或者不斷優化的目標——發展新型高效的合成方法學，實現天然產物的簡潔(concise)與大量製備(scalable)。這一點上我覺得Scripps的合成大牛Phil Baran教授就主要在這一領域做貢獻。所以在這一層次來看，全合成的意義也是為新型合成方法學提供實踐和檢驗的平台，一個方法學是否簡潔高效還能用於大量製備，試試天然產物也就一清二楚了。

好，簡單總結一下，所以我要說的就兩點：
1. 全合成高活性高價值的天然產物，並用於化學生物學研究
2. 全合成為高效合成方法學提供了實踐和檢驗的平台

下面對這兩點簡單談談我的看法。

1. 化學生物學
我就說我們院的一個人——雷曉光博士：Dr.LEI | THE LEI GROUP
他的研究興趣主要是重要活性小分子天然產物全合成及其化學生物學研究。

小分子影響了許多重要的生物過程，因此它們可以被認為是生物中心法則的另一個重要的組成成分。具有生物活性的小分子可以是通過自然進化選擇的天然產物，也可以是通過有機合成製造的藥物分子和化學探針。我們課題組致力於應用新穎的活性小分子和化學手段去系統深入地研究重要生命過程，闡明生物信號傳導通路中新的分子作用機制，去驗證全新的藥物靶點從而幫助解決重大醫學難題。

具體研究內容包括以下四個方面：

利用化學遺傳學手段研究與人類重大疾病（如：癌症，感染性疾病，神經退行性疾病等）相關的生物通路分子作用機制和調控方法；

運用活性天然產物發現新的生物靶點和闡明新的生物作用機制；

開發新一代高效的生物相容反應，並且將其應用在生物分子標記，追蹤等化學生物學研究中；

尋找和發現新的藥物靶點，利用藥物化學手段設計並且合成相關小分子進行創新藥物的研究。

不得不說，天然產物如此種類繁多，發現的和沒發現的，生物的力量是神奇的。總有那麼些天然產物對某些疾病表現出優越的活性，這也是天然產物全合成的文獻中開篇所必須介紹的內容。活性高的分子才有合成價值，因為其背後就是用於化學生物學研究的價值。

2. 實踐與應用
為什麼現在的全合成都在提簡潔（concise）都在提克級製備（gram-scale，scalable）？沒錯，全合成的天然產物或者其他高合成價值的小分子最終若能實現工業生產，那我們就不需要依賴於生物來獲得這些分子了，比如我們就不需要從紅豆杉樹皮里分離那點可憐兮兮的紫杉醇了（紅豆杉：怪我咯？）。這點我想 @Amedus Pan已經說得很多了我就不再啰嗦了~

謝邀。全合成的意義在每個時代都是不同的。

有機化學早期在結構鑒定水平很低的情況下，全合成主要起到的作用是確認複雜天然產物的真實結構，R. B. Woodward是這一時代的頂級高手。一個Stychnine的結構前後鑒定了數十年，最後由全合成確立了最終結構。這個在當今分析鑒定技術如此發達的時代是難以想像的。當然，現在的全合成也依舊起到了結構確認或者說修正的作用，主要是個別手性中心以及化合物絕對構型的問題了。

到了70年代之後估計到21世紀出吧，以Corey為首的全合成化學家們可以說是進入了全合成的一個黃金期。這一段時間的全合成層出不窮，而且很多經典的合成與合成策略都是這一時代衍生出來的。當然了，這個時候的全合成確實有一種「為做而做」的感覺在裡面，目標是拿到天然產物而對天然產物的藥物活性等等並不是那麼那麼重視。我覺得現在的很多人所謂在批判K.C Nicolaou他們的其實大沒必要，他的很多的合成策略包括全合成本身還是非常漂亮的，挑戰自我的科學家是值得尊敬的。

到了現在，全合成以步驟少，scalable著稱，而且除了簡短合成之外對天然產物本身可能的生物活性的研究變得重要了起來。其中的佼佼者是否可以認為是"Baran and his friends「，像Phil Baran本人，包括他出道的弟子Ryan Shenvi, Tom Maimone，現在追求的都是合成的簡化，以最少的步驟拿到更多的目標產物，並著重於目標產物本身的進一步研究。很多方法學，譬如C-H oxidation，late-stage fluorination（其實也算CH活化）都使得天然產物的衍生化途徑變得豐富起來。我自認為方法學的發展最終的目的還是要服務於複雜分子的合成的。

同時，天然產物普遍是某一個enantiomer，另一個enantiomer是否有潛在的生物活性我覺得也會是個很有意思的問題，Dale Boger在Roseophillin上的工作可以算作一類。

當然了，本渣作為全合成的學生，還有一點要提的就是全合成的經歷對一個人的實驗技巧以及有機化學的廣泛認知還是很有用處的，畢竟什麼反應可能都要接觸，都要做。大量的小量的，也要做。

當然最後在說一句，其實全合成本身真的就是興趣。忘了聽誰說的，而且有待考證，當年Phil Baran剛出道的時候做報告講全合成，前言有時候不是「這個天然產物有很好的活性，自然含量少所以要合成等等等等」，而是」這是個漂亮的結構吧？我們很想合成。「我作為一個全合成組的學生，看到如此美妙的複雜結構，我的第一想法也是，」這個molecule有什麼好的策略可以合成？這結構太漂亮了。「科學的本身並不是追求立即的實用價值，而就是"這是個很有意思的問題，我想解決他」。缺少的也許不是應用性科學，而是科學的應用。

本渣也只是剛開始做的一個小輩學生，水平一般，思想也沒多深入，搬磚去了，求各位高手給點建議，求不黑。

除了樓上各位大神的總結，全合成還有一個哲學上的意義，是楊震老師向我們灌輸的。

"全合成的目標都是天然分子，可以認為是上帝設計和合成的，化學家做全合成就是告訴上帝，我能做得比你更簡潔優雅！"

這就是勝天半子。

當年全合成曾經是有機化學最為重要的應用領域之一，很多有藥物活性的分子都需要通過全合成來製備——全合成的產率再低，只要能高於直接提取就有實用價值。

當然現在就是另一回事了

第一個什麼叫有意義？既然（nature product）全合成沒意義那什麼有意義？

有希總結一下吧，黑全合成無非就是一下幾個說法：

1.100kg的原料投進去最後出來10g產物，是不是極大的浪費（題主就是這麼想的）

2.再怎麼困難多試試都能成功的玩意

3.做出來的東西是不是沒用？jacs angew這些雜誌每年出這麼多全合成也沒看他們能用上

4.全合成太浪費時間

......

有希也不過是個藥物合成的初心者，干甾體的（完美斷子絕孫哈哈哈），各種不能關環，各種no reaction，各種decomposed....不提了...

全合成吧在咱這個初心者看來，首先說一個人吧，有機全合成的開山祖師級人物R.B.Woodward，和他的維生素B12，他依靠這個成為了諾貝爾獎的得主

合成這個東西有用嗎？它這麼複雜，伍德華德做它可是廢了很大一番力氣（所謂的諾獎級成果），11年時間.不過伍德華德研究給出了答案，在攻關B12的合成的時候，伍德華德參照了福井謙一的前線軌道理論，提出了伍德華德法則，解決了電環化反應，換加成，和西格瑪遷移的允許和禁阻問題，為這一類反映的立體構想的形成提供了解釋。學過大學有機的朋友們背這玩意一定瘋了吧？

好，福井後來拿了諾貝爾獎，那麼孕育了伍德華德法則的B12全合成是否有資格？

接著我們再思考一下全合成沒用嗎？

這個東西叫halichondrin B，典型的結構複雜得摳腳的化合物，這玩意在發現時對老鼠的癌細胞有抑制力而被很多有機化學家盯上。最後由來自日本的有機合成大師岸義人完成全合成，當然岸義人做這個東西也是花了很長的時間。這東西來源於天然海綿，在岸義人完成全合成之前，科學家只能獲得微克級別的樣品。由於全合成的進展，後來對halichondrin B的結構修飾後新的抗癌藥Eribulin，在2010年正式上市，治療轉移乳癌和脂肪肉瘤。

題主說全合成沒用？這不就是用嘛

第三是對反應和合成方法學的開發，

隨便舉一個例子吧，中國的俞飈，彪哥的人名反應俞氏糖基化反應的說

這個經典反映就是在全合成配糖體的時候開發的，你服不服？

有名的比如Linckosides A and B的合成

第四說一個對天然產物結構的修正，這個例子實在太多

隨便說一個吧，Baulamycin A和B，這是一種新型抗菌素，發現者從30多升的培養液里分離出來了3.6mg，發現者由於樣品的量非常少在結構鑒定上犯了錯誤

不過在這個樣品發現後，英國布里斯託大學的Varinder K. Aggarwal教授（點擊查看介紹）團隊發展了線性步驟為10步的Baulamycin A和B的合成。通過全合成完成了結構的確認。

這算不算全合成的意義？如果沒有有機合成者的努力很多天然產物的分離提取都將變得毫無意義，有機化學也就不再是一個一級學科而人類也將和很多能拯救生命的藥品，改變生活的香料，左右生命進程的神秘物質失之交臂。

最後有希用日本有機合成大師福山透的一句話做個結尾吧：

人類の知恵と工夫が凝集された天然物の全合成は，敬意をもって「芸術（Art）」という単語により形容されてきた 凝聚了人類的知識和功夫的天然產物全合成，是由持有敬意的藝術（art）這個單詞來詮釋

以上一個文盲的瘋言瘋語，輕噴的說。

全合成最重要的意義在我看來有兩個：
1.用高效快捷的方法合成珍稀的天然產物，從而能夠應用於化學生物學、醫學、藥學的研究；
2.在全合成的過程中探索方法學，也是有機合成過程的不斷自我完善和發展，並且推動了催化化學、金屬化學等學科的發展；

3.額這其實是額外想說的。提到全合成不得不說說KCN。。。他好像剛剛么得錢咯？在我看來KCN這些年的工作和想法已經接近了純粹的科學，甚至於具有超越性。他在海洋毒素類化合物的合成中所表現出的不是對實用價值的追求，而是對挑戰的陶醉，並以此證明人類在挑戰上帝時的力量，是的，他就是「上帝」，上帝能創造的一切事物在他手中也可以合成。可惜基金會不想讓他再挑戰上帝了_(:3」∠)_總之這也是全合成的一個附加的意義：讓人類重新考慮與自然的關係。

作為KCN的粉絲依然覺得好燒錢。。。但是好喜歡這種科學狂人（mo）
（＃￣▽￣＃）

本人本科做全合成，基本上所有課餘時間都投進去了（別問我的gpa，我的體育運動，我的女盆友，我的.....），生活很辛苦（師兄們一周工作八十小時以上，基本無假日..），老闆也是蠻牛的。
周圍好多人也在問全合成有什麼用，如此費力，也費時間。前人的答案是很好了，但我感觸最深的一點是，全合成也是用來玩的（phd的師兄師姐勿噴....）。在有機少有像全合成這樣涉獵如此廣泛，對有機化學理解如此之深的，一個新穎的結構，一個牛逼的合成總會令人心潮澎湃，我想這也許是行外人很難感受到的，同時也是在科學有追求的人夢寐以求的，是科學魅力的一種所在（想想打核磁出來一張漂亮譜圖時候的感覺吧！）。

最近聽了個說法，忘記最初是誰說的：做全合成像是爬山，一個天然產物合成相當於登頂。做方法學像釣魚，不論初衷怎樣，反正做出東西大魚小魚都是魚。

我也想釣到一條，跪求好運咩～～～～

不是做全合成的，說下我的理解。
1.上世紀末，大行人定勝天的時候，全合成很火，號稱凡是自然界存在的分子我人工就能合成出來。那會據說美帝那邊的fund申請，只要是做全合成就能申請下來。現在化學越來越注重實用性，或者說生命科學相關的成為熱點，申請fund全合成也比較難了，大神一般的KCN都不好申請。
2.情懷。每一個勵志做有機合成的人，心中都有一座豐碑屬於全合成。我在看文獻的時候也是，看到方法學的時候，總要審視一下這篇文章有什麼應用價值，或者機理有什麼創新，曾經看到一篇從苯硼酸做芳基鹵代物的文章，一直被我認為沒有任何合成價值。而每當看到全合成，心裡多少都有些膜拜。
3.實用。說白了，每一個天然產物的分離，都是為了了解其藥物活性。比如說，我從1噸東西出分離出來不到1mg產物，然後各種表徵確定結構，然後做活性測試，但是。。。樣品沒了啊我只做了幾個初步猜測有很好的抗癌活性，然後。。沒有樣品了。。你要我再從1噸去提取？這個時候，交給全合成。
4.衍生。很多天然產物都是先導化合物，最終活性最好的那個分子可能是衍生化合物。這些東西很多都是天然不存在的，只能全合成。
5.據說，最後能夠工廠化生產的天然產物，都不是全合成的，貌似是發酵工程的。

以上，我也是一知半解，有錯誤歡迎討論。

有機合成高手的情懷，以及他們相互過招的一種消遣。

就像神鵰裡面西毒和北丐在華山之巔比武，互相拆解對方的獨門武功，尋找破解之術。

雖然歐陽鋒拆解了打狗棒法，但他實戰中肯定還是用自己擅長的蛤蟆功，

洪七公拆解了蛤蟆功，但實戰中肯定還是用降龍十八掌，

那麼研究拆解招數的目的何在？這就是一種情懷。

楊過有幸坐收漁翁之利，而我們這些後輩也是通過閱讀文獻一窺全合成之奧義。

如果你能夠用做全合成同樣的成本來做天然產物的分離提純和富集，做出全合成同樣的產率和純度，那真是高得不知道哪裡去了。

探索合成生物活性分子的方法，為後續改進和大量合成鋪路。

同時探索新的合成思路和新的合成方法，為其他合成提供「工具」。

現在我認為，海葵毒素那種證明人類力量的時代已經過去了，現代的全合成應更看重核心方法的發展，以及對scalable的探索。

答主不是做全合成的，在此瞎謅幾句，權當一笑。

我印象里，這個問題在各大專業論壇都討論爛了。挖坑，回頭說說我的理解。

學到無所不能時，方知有所無須為。——台灣國光劇團《孟小冬》

就得到天然產物而言，不論是經典方法也好，新策略新方法也好，終極且有意義的目標只有一個：克級合成

昨天剛聽了Baran組Tian Qin的報告，驚為天人...自己雖然不是做有機全合成的，但是依然讚嘆不已阿…最前沿的有機全合成簡直就是在挑戰生命與有機化學藝術的極限...

現在意義確實越來越少了，但是全合成給有機化學帶來的發展意義還是很大的。如今的化學生物學，半全合成藥化，有機材料能有現在的繁榮和當年全合成熱還是有些關係的。

其實，天然產物的分離效率很低，這就導致了經常連實驗用量都湊不齊，要是這種產物偏偏來源於某些珍惜動植物，那就只能靠全合成。而且開發全合成路線本身也是一個開拓合成視野的過程。

意思是投資回報率低唄。那最好的學科就是印鈔票，而且只印你一個人用的。