化学咖 | 谁说学化学的不长寿？有机合成大师Corey书写传奇人生

2026-05-12 14:29:41, Merck 默克生命科学

天然产物全合成

回顾有机化学的发展历程，从1828年德国化学家Friedrich Wöhler首次通过人工合成的手段制得尿素算起，这一领域的研究迄今不到200年，但在此期间已逐步形成了三个相对成熟、互相关联的领域：天然产物分离及结构鉴定、物理有机化学和有机合成。

说起天然产物全合成，有人称其为一门艺术。相关研究工作通常以自然界生物体中分离的某种复杂结构分子为目标，从容易获得的简单原料出发，基于合理的反应路线依序得到合成中间体，最终完成产物分子的构建。这类目标分子往往具有特定的药物活性，从自然界分离或其他手段往往很难大量获取。例如，用于治疗肾上腺皮质功能减退症及垂体功能减退症的可的松（cortisone）需要大约2万只牛的肾上腺作为原材料，方可分离出200 mg。抗癌药物紫杉醇则需要砍伐大约11吨的红豆杉（4800棵树），才能得到1 kg。

当然，研究天然产物全合成的意义不只是为了应对天然材料稀缺的问题，人们还可通过给定结构分子的适当修饰与改造，合成自然界中尚未发现的衍生物，以此进一步改良母体分子的生物活性。有时在结构分析方法受限的情况下，合成过程本身也可以作为确定复杂天然产物化学结构的有力手段，并在此期间发现新的问题，激发新的化学反应。

大咖风采

二十世纪50至90年代是天然产物全合成迅速发展的时期，有两位美国化学家在该领域的研究中具有不可撼动的地位。一位是哈佛大学（Harvard University）的Robert B. Woodward，他将有机合成作为一种艺术展现在大家面前，一生完成了数十类结构复杂、难度极高的天然产物及其他有机化合物的合成与结构解析，对现代有机合成化学产生了深远的影响，也因此获得1965年的诺贝尔化学奖（见文末推荐阅读）。

Robert B. Woodward（图片来源：参考资料[1]）

另一位是哈佛大学（Harvard University）的Elias J. Corey教授，很多人将他视为有机合成化学的宗师级人物。Corey教授则是将有机合成从艺术转变为科学，在几十年的科研与教学生涯中完成了喜树碱、红霉素、赤霉酸、白三烯类化合物等数百种复杂结构天然产物的合成，发表学术论文1000余篇。

Elias J. Corey（图片来源：参考资料[1]）

除了在天然产物全合成领域有所建树，他还在有机合成方法学的研究中取得了诸多进展，开发了一系列新颖、高效的合成方法。部分有机化学反应以其名字命名收录于人名反应中，如以醛作为原料合成末端炔烃的Corey-Fuchs炔烃合成反应、可将酮类化合物立体选择性还原为手性二级醇的Corey-Bakshi-Shibata还原（简称CBS还原）反应。

Corey-Fuchs炔烃合成反应（图片来源：参考资料[2]）

Corey-Bakshi-Shibata还原反应（图片来源：参考资料[2]）

Corey教授已获得数十个具有全球影响力的奖项，包括富兰克林奖章（Franklin Medal, 1978）、沃尔夫化学奖（Wolf Prize in Chemistry, 1986）、美国国家科学奖（National Medal of Science, 1998），并因在有机合成领域中理论研究及方法学发展所做出的杰出贡献荣膺1990年的诺贝尔化学奖。时至今日，他已逾90岁高龄，但仍旧活跃在学术界，对化学研究的执着与赤诚始终未改变。

逆合成分析

从事有机化学研究的人或许会对他系统建立的“逆合成分析（retrosynthetic analysis）”理论印象深刻。Corey教授早在20世纪60年代便提出了这一概念，现如今已成为指导人们合成复杂天然产物及药物分子的黄金法则。

这种逆向思维的合成方法从剖析目标分子的化学结构入手，根据分子中不同原子间的键连方式，参考已知的化学反应及可能的反应机制，相继切断其关键的化学键，由繁及简地将其分解为若干简单的小分子。这些小分子通常为天然存在或商品化的合成砌块。根据上述策略的反向过程，人们便可以设计合理的合成路线。

基于“逆合成分析”理论，Corey教授还设想利用计算机技术来设计分子合成路线。他认为，逆合成路线设计软件一般要以已报道的反应数据库（文献、专利、实验记录等）作为基础，能通过合适的搜索引擎进行化学信息检索，借助评分函数推导出有效的逆合成路线设计策略，并整合商品化合成砌块与反应试剂等信息，为使用者提供简洁、高效的合成方法，由此开发了首个逆合成路线设计软件OCSS（Organic Chemical Simulation of Synthesis），并将研究成果发表在1969年的学术期刊Science上。