有哪些讓人驚艷的全合成工作？

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化學發展百年，全合成無疑是一顆閃亮的明珠，儘管它的發展遇到了瓶頸。如題，煩請各位大牛展示一下自己看過的那些牛逼的全合成工作，可以是天馬行空的合成策略，也可以是意想不到的關鍵反應！

私以為，很多優秀的全合成都非常漂亮，但卻不一定能達到驚艷的程度。也許在題主的描述里，驚艷就意味著天馬行空的策略或是意想不到的關鍵反應，然而在我個人看來，驚艷不僅僅要能天馬行空想得到，更重要的是要優雅地把它做到。

其實這並不容易。

像最高贊所說那樣，許多經典合成其實非常的漂亮，部分也確實驚艷，能體現老一派合成化學家驚人的理論和實驗功底，這自然毋庸置疑。其實話說回來，有機合成的迅速發展離不開老一派化學家的大膽創新和嘗試，在上世紀五六十年代各種合成方法和技術都達不到現在讓人眼花繚亂的年代，就當時人們的三觀看來，驚艷的化學必定是屬於RB Woodward。儀器分析技術非常不發達依靠IR就能合成出極其複雜的VB12，其實光這個過程已經相當驚艷了，雖然其中並沒有那麼多花哨的反應。但是如今是有機合成新時代，大批高度實用的有機合成方法學的湧現極大地便利了全合成工作。因此，人們對全合成工作的評價閾值也就自然提高，令人耳目一新的工作也就越來越少，其實大家自己觀察不難發現，這些讓人驚艷的化學仍然大多是令人眼前一亮的串聯反應或是重排反應，不管是最高贊提到的那些經典合成，還是現在充分體現現代有機合成的新型合成，私以為這類反應的設計和實現著實相當考驗化學家的功力，在全合成中能大膽設計並成功實現同時精簡合成路線的當為上策（上等策略）；而本未如此設計卻因為某些原因偶然發現驚艷的反應策略的，此為中策；為了驚艷而採用巧妙策略但是由於部分衝突而導致路線冗長的次之（畢竟基礎研究的視覺效果也是很重要的）；而按部就班沿用經典化學毫無新意路線冗長的，實為下策。根據題意，能做到經常貢獻上策的當代活躍合成化學家，確實當Phil Baran莫屬。值得一提的是，雖然他大多數工作很漂亮，但也不是所有的工作都能達到驚艷的地步，不過14步合成ingenol那篇Science文章個人覺得應該是當之無愧。不僅充分發揮了過渡金屬催化反應的強大之處（PKR），還非常優雅地運用了經典的重排反應，雖然這個反應有一定程度的仿生性，但要實現高難度仿生過程卻不是每個人都能做到的，何況還是一個比較後期的關鍵反應，沒有Baran那樣的理論和實驗功力，一般人還真的很難設計出這樣的策略並成功實現。

PKR

Semi-pinacol-type rearrangement

（以上截圖來自Science2013, 341, 878.)

多說一句，雖然看起來這倆反應很成功，其實背後有許多故事，感興趣的可以參考這篇JACS全文

DOI: 10.1021/ja501881p

J. Am. Chem. Soc.2014, 136, 5799.

除了Baran我還要提到的兩個工作，遺憾的是，也是出自Baran派系。。。（殘念。。實在是印象深刻，如果還想到其他的，以後一定加上。）而這兩位年輕的合成大牛用實際行動證明了他們是如何表現出Baran關門弟子般水準的。

第一個是Ryan Shenvi。Shenvi教授在2012年發表在JACS上的抗瘧化合物Amphilectene的合成可以說是DA反應合成系列中的經典了。

DOI: 10.1021/ja310129b

J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19604.

這個兩步串聯DA不僅設計起來很美，做出來更美。你們感受一下。。

第二個是Tom Maimone。我想說的是他這篇對Hyperforin的十步全合成。

DOI: 10.1021/jacs.5b06939

J. Am. Chem. Soc.2015, 137, 10516.

早期對於Hyperforin分子的合成大概有四例，其中第一例Shibasaki就用簡直嚇尿了的近50步合成。。。而Maimone教授則巧妙地運用了一個類似的重排反應成功實現了331二環體系的構建，雖然前一步反應存在一定的選擇性問題，但是終究瑕不掩瑜，從50步到10步，是驚人的飛躍，在我個人看來還是很驚艷的。

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補充一個吧~

2010年由Boston大學John Porco. Jr.教授發表在JACS上對於金剛烷結構的PPAP天然產物Hyperribone K的不對稱合成，其中關鍵反應為不對稱相轉移催化劑催化的Michael加成消除反應。僅僅一步就從簡單底物出發順利合成高度複雜的天然產物金剛烷骨架和全部手性中心，最近組報做這個類似的內容，實在忍不住看一次贊一次。。。分享給大家

來自 JACS, 2010, 132, 13642.

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我知道這幾個合成的共同點就是步數短XD，但是步數短毫無疑問證明策略的簡潔高效性以及自帶的視覺效果，算不上驚艷怎麼都說不過去了吧。雖然這些關鍵反應多是非常經典的化學，但是能把經典化學靈活運用到這種境界，這樣的當代合成化學家恐怕也沒有幾個了。當然，在上個世紀還是有很多這樣的大師的，具體請參見王吧的答案。先說這麼多吧~

謝邀

我也來噹噹搬運工。全合成里視覺效果爽的就是通過串聯和重排構建分子複雜度了。

串聯反應：

剛學Diels-Alder和Michael addition的時候覺得沒什麼了不起得。怎麼換個背景就完全不認識了呢。

Double DA。一步構建五個手性中心，三個環。

Double Michael addition。一步構建四個手性中心，搭建好核心骨架。這個全合成路線非常簡潔，號稱gram-scale synthesis，可以拿到大量的最終產品。

稍微新點的方法學：Sm調控的與兩個醛反應。一步構建四個手性中心，兩個環。

重排

消去反應接著1,3-偶極環加成。這位老闆的網站做的很好。每位學生的介紹都是一個故事。我喜歡這樣有文學追求的鍊金術士。附送鏈接：The Vanderwal Group a€「

Baran大神不能缺席。

仿生全合成也是極具觀賞性。

這個給人的感覺就是什麼一磚一瓦的全合成嘛。我一步就搞定了！這種鬼斧神工的合成源於對天然產物生物合成過程的深刻理解和分析。不是逆合成分析能夠YY出來的。

Trauner大神值得大家關注。樓上好像有他的徒孫。所有圖片抄自Jon Njardarson教授的全合成收集網站：Chemistry By Design。標籤是自己打上去的。

An Enantioselective Synthesis of FR182877

等著回家在上圖。。。DA大法好，默誦大法保平安

這個分子是非常著名的兩次分子內跨環DA反應實例。。通過簡單而傳統的路線合成出大環60之後。。一個消除反應引發了串聯的DA....一步構建了分子的所有6個環系。。。真是可遇而不可求啊

謝邀。這個實在太多了，KC的&裡面有很多例子，Dirk Trauner的組會題目有不少有意思的合成，&有很多仿生合成的經典例子。

例子實在太多，最近也比較忙，我就貼一個我最喜歡的全合成吧。就展示關鍵步。

謝邀。遺憾我對有機合成所知甚少，在這裡只能提到Robert Woodward的合成維生素B12。設計了許多步精妙絕倫的步驟，動員了幾百人，涉及了他自己、Jean-Marie Lehn、Roald Hoffmann和E. J. Corey等多名諾貝爾獎得主，堪稱盛事！此外，中國的合成牛胰島素也很了不起。

歪個樓，寫一篇來紀念一下（他還沒掛，不過已經離開了科研界）上個世紀化學界的Renaissance Man of Science —— W. Clark Still。

他有兩個比較經典的全合成工作——所以這也不算完全歪樓，Periplanone B以及Monensin，兩個工作都是1980年以前完成的很經典的全合成，都被KCN的Classics in Total Synthesis I 所收錄。其中Monensin以今天的眼光來看，仍然是個不簡單的target。

他的方法學比較出名的是Wittig-Still Rearrangement和Still-Gennari Olefination。Wittig-Still Rearrangement是個2,3-sigmatropic rearrangement，他用RSnMe3與丁基鋰反應得到RLi從而大大擴展了2,3-sigmatropic rearrangement所能使用的底物。至於Still-Gennari Olefination，那是個Z選擇性的HWE！

如果僅僅只搞了這些工作，那麼最終也不過是個一流半到二流的有機化學家。然而他對有機化學的最大貢獻不是這些，而是一眾答主包括他們答案里的大部分大神學生時代平均每天至少要用一次的技術 —— flash chromatography （JOC 1978, 43, 2923-2925）！這個技術現在用得如此之「濫」以至於大家現在都不引用這篇文獻了，不然這篇文獻分分鐘有機歷史上引用第一。

如果僅止於此，那也就稱不上Renaissance Man。他是第一個把在有機分子構象分析中引入蒙特卡羅方法的人，在溶劑化的計算方面也做了很多工作，是著名軟體MacroModel的開發者，這個目前Schr?dinger公司的拳頭產品之一就不用我多說了吧。

此外，他還在分子標記庫化合物（molecular tags），感測器（sensors），離子載體（ionophores）等方面做了很多先驅工作。他還培養了一個對中國有機界舉足輕重的人物，李革，葯明康德（要命扛的）創始人。

然而這麼一位大神，在90年代中後期轉讓專利發了大財之後，突然對科研失去了興趣，以53歲的「低齡」從哥大退休，如風清揚一般過著閑雲野鶴的生活。。。

1946 born (Augusta, Georgia)

1964 graduated from Winter Haven HS (Polk County, Florida)

1969 B.S., Ph.D. (1972) at Emory U. (Adv. David Goldsmith)

1973 Postdoc at Princeton U. (Computer-related, adv. not known)

1974-5 Postdoc at Columbia U. (Adv. Gilbert Stork)

1975-6 Professor at Vanderbilt U. (Nashville, TN)

1977-98 Professor at Columbia U. (NY, NY)

1999- Professor Emeritus, Columbia U. (NY, NY)

更詳細的資料可以參考wiki以及老丹組的一個組會報告（搞有機的人都比較八卦。。。）

W. Clark Still

2007_03_30-Still-BJD

中科院上海有機所一名研二僧來說說，在我們所大家比較喜歡的是scripps的KC nicolaou的合成，哈弗的EJ corey 早起的有Woodward。當然我們所里的李昂教授也被我們學生奉為天神。

未完成的germine

從4-methylenegermine到germine，只有兩步的官能團轉化，可惜他最後連幾毫克的樣品都不剩了。「One would have to restart the whole synthesis. But I (G.S.) am now 95 years old...」

從1979到2000年，先後有15個學生推進這個項目。2010年，只有退休後的他和妻子在Columbia的一間小實驗室繼續向目標分子合成。文章發表後的兩個星期，他就去世了。

一篇supporting information長達95頁的Organic Letters，一次離頂峰近在咫尺卻最終不得不折返的冒險。

Professor Gilbert Stork, R.I.P.

Ref: Stork, G. et.al. Synthetic Study toward Total Synthesis of (±)-Germine: Synthesis of (±)-4-Methylenegermine. Org. Lett. 2017, 19, 5150

第一反應是DA反應……QAQ高中水平莫打擊