有机合成一代宗师——K. C. Nicolaou教授

K. C. Nicolaou教授是当今世界天然产物全合成的领军人物，合成了许多复杂的明星分子，出版了许多经典论文和书籍，也培养了许多优秀的化学家弟子，堪称有机合成界的一代宗师。今年是K. C. Nicolaou教授的70大寿之年，X-MOL团队简要介绍他的经历和主要工作，以此向老先生致敬。

K. C. Nicolaou教授。图片来源：Rice University

K. C. Nicolaou教授生平简介

K. C. Nicolaou教授，全名Kyriacos Costa Nicolaou，1946年7月5日生于塞浦路斯卡拉瓦斯（Karavas, Cyprus），1972年于伦敦大学学院（University College London，UCL）取得博士学位后，先后在哥伦比亚大学T. J. Katz教授课题组、哈佛大学E. J. Corey教授课题组进行为期四年的博后研究。之后在宾夕法尼亚大学、加州大学圣地亚哥分校（UCSD）、斯克里普斯研究所（The Scripps Research Institute，TSRI）任职教授。2013年起，Nicolaou教授转到美国莱斯大学（Rice University）任职。在这些年里，Nicolaou教授培养了数以百计的优秀化学家，他们在多个国家的企业界及学术界任职，不少做出了相当杰出的 贡献，老先生可以说是真正的“桃李满天下”。

Nicolaou 教授是世界著名的合成化学家与化学生物学家，被选为美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、美国科学发展促进会会士、雅典科学院外籍院士等。 Nicolaou教授的研究涉及化学、生物学和药学等多个方面。他在具有重要生物活性的天然产物全合成、新合成方法学在生物医药研发中应用等领域都有原创 性和引领性的研究成果，向人们展示着有机合成的艺术性和分子设计的逻辑性相结合的魅力。Nicolaou教授曾经获得了非常非常多的化学领域奖项，列举几 个主要的：2016年沃尔夫化学奖（Wolf Prize in Chemistry）、2005年阿瑟・C・科普奖（Arthur C. Cope Award）、2002年四面体奖（Tetrahedron Prize）、美国化学会奖（ACS Award）等等，可以说目前就差诺贝尔化学奖了，也许明年还有机会？

K. C. Nicolaou教授生活照。图片来源：Rice University

K. C. Nicolaou教授的名字首字母缩写为K.C.N.，因此也被化学圈内人士开玩笑地称为“最毒”化学家（给懵圈读者的小提示：KCN是什么物质的分子式？）。 不过，这个形容更多是表达对老先生的敬意，因为Nicolaou教授凭着他“毒辣”的眼光和合成策略，攻克了一个又一个复杂天然产物分子的全合成，例如两 性霉素B（Amphotericin B）、西罗莫司（Sirolimus）、紫杉醇（Taxol）、万古霉素（Vancomycin）等等。

K. C. Nicolaou教授的教育和工作经历

1972年，K. C. Nicolaou教授在伦敦大学学院获得博士学位，师从F. Sondheimer和P. J. Garratt教授，期间主要工作是环状联烯与环状累积三烯的制备，以及用鹰爪豆碱sparteine进行不对称诱导的研究。在一篇自传性的综述里（Tetrahedron, 2003, 59, 6683-6738），Nicolaou教授回顾了他的教育经历以及工作后至2003年的全合成工作。

K. C. Nicolaou教授博士期间的工作

1972年至1973年，Nicolaou教授来到美国，在哥伦比亚大学师从T. J. Katz教授做博士后研究，主要研究内容是benzvalene化学。

在哥伦比亚大学师从T. J. Katz教授期间的工作

1973年至1976年，K. C. Nicolaou教授来到哈佛大学师从E. J. Corey教授作博士后。期间主要工作是前列腺素和大环内酯合成研究，还开发了用于构建大环内酯的Corey-Nicolaou反应即通过形成硫酯来活化羧基端进而构建大环内酯。

多年后的E. J. Corey教授和K. C. Nicolaou教授

在E. J. Corey教授组里的工作

Corey-Nicolaou反应机理（J. Am. Chem. Soc., 1974, 96, 5614-5616）

做 完博士后之后，Nicolaou教授先后在宾夕法尼亚大学、加州大学圣地亚哥分校、斯克里普斯研究所担任教职，期间还担任斯克里普斯研究所化学系的主任。 2013年起，Nicolaou教授转到美国莱斯大学（Rice University）任职，被聘为Harry C.和Olga K. Wiess讲座教授。

K. C. Nicolaou教授的综述和著作

K. C. Nicolaou教授发表了一千四百多篇的科研论文，其中有一些非常经典的有机合成化学展望以及重要反应在天然产物全合成中应用的综述，值得学习和推荐。

1. "The Art and Science of Total Synthesis at the Dawn of the Twenty-First Century" Angew. Chem. Int. Ed., 2000, 39, 44-122

这 篇综述写于2000年，由K. C. Nicolaou教授及其弟子D. Vourloumis、N. Winssinger以及Phil S. Baran撰写，长达78页，回顾了整个天然产物全合成的发展史，并为新时期的天然产物全合成做出了展望，是有机合成化学人士必读的一篇综述。

2. "Adventures in Carbohydrate Chemistry: New Synthetic Technologies, Chemical Synthesis, Molecular Design, and Chemical Biology" Angew. Chem. Int. Ed., 2001, 40, 1576-1624

这是糖化学领域一篇很重要的综述，总结了糖化学新的合成技术、化学合成方法、分子设计及化学生物学相关研究。

以下是几篇关于重要反应或者重要试剂在天然产物全合成中的应用的综述，推荐精读。

3. "Constructing molecular complexity and diversity: total synthesis of natural products of biological and medicinal importance" Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 5185-5238

在这篇综述里，K. C. Nicolaou教授简要介绍了他们课题组30多个分子的全合成，还列举了截至2012年世界上其他课题组对于一些主要复杂天然产物的全合成，读完这篇综述，近二十多年的优秀全合成工作基本都能了然于胸，推荐阅读。

4. "The Diels–Alder Reaction in Total Synthesis" Angew. Chem. Int. Ed., 2002, 41, 1668-1698

介绍DA反应在天然产物全合成中的应用。

5. "Metathesis Reactions in Total Synthesis" Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 4490-4527

介绍复分解反应在天然产物全合成中的应用。

6. "Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions in Total Synthesis" Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 4442-4489

介绍钯催化的交叉偶联反应在天然产物全合成中的应用。

7. "Cascade Reactions in Total Synthesis" Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 7134-7186

介绍串联反应在天然产物全合成中的应用。

8. "The art of total synthesis through cascade reactions" Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 2993-3009

这篇综述，通过若干个复杂天然产物的全合成过程讲述了串联反应的高效和化学之妙。

9. "Samarium Diiodide Mediated Reactions in Total Synthesis" Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 7140-7165

二碘化钐介导的反应在天然产物全合成中的应用。

除了综述，K. C. Nicolaou教授也有许多经典的著作，首先就是三本Classics in Total Synthesis《全合成经典》，选取了一些复杂天然产物的明星分子，如马钱子碱、利血平、紫杉醇、万古霉素等等，从大的策略层面以及小的化学反应及立体化学控制等方面详细解读了这些分子的合成路线，是学习有机反应、鉴赏经典全合成的理想教材。Molecules That Changed The World则更侧重于科普，回顾了有机合成的发展，简要介绍了一些经典分子的发现、合成以及对人类生活的影响，这本书图文并茂，可以看到许多明星分子、化学大咖、经典反应，也是了解和学习有机合成化学的经典之作。

此外，还有两本书，一本书是写于1984年的天然产物合成中的硒化学Selenium in Natural Products Synthesis。还有2002年的组合化学手册Handbook of Combinatorial Chemistry: Drugs, Catalysts, Materials。都是化学领域的经典之作，可以作为工具书来查阅学习。

K. C. Nicolaou教授的方法学和天然产物全合成

K. C. Nicolaou教授在天然产物全合成中发展了许多实用的有机合成方法学，包括用于构建大环内酯的Corey-Nicolaou反应、基于IBX和DMP 的氧化反应和成环反应（CP分子合成）、硒诱导的关环反应、环醚化反应（Brevetoxins 的合成）、基于硫代糖苷的糖化反应等。

K. C. Nicolaou教授合成了许多复杂天然产物，包括Endiandric acids、两性霉素B（Amphotericin B）、Calicheamicin γ1、Rapamycin、紫杉醇（Taxol）、Zaragozic acid、Brevetoxin B、Brevetoxin A、epothilones、eleutherobin、万古霉素（vancomycin）、CP-molecules、sanglifehrin、 bisorbicillinoids、apoptolidin、coleophomones、diazonamide A、1-O-methyllateriflorone、azaspiracids、thiostrepton、bisanthraquinones、 abyssomicins、marinomycins、platensimycin、uncialamycin、biyouyanagin、 platencin、Cortistatin、Sprolide B、turbinamycin等。

K. C. Nicolaou教授曾在Angew的人物专访中给出了他心目中top 5的文章，分别是Endiandric acid的仿生合成（J. Am. Chem. Soc., 1982, 104, 5560-5562）、Calicheamicin γ1的全合成（J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 10082-10084）、Taxol的全合成（Nature, 1994, 367, 630-634）、Brevetoxin B的全合成（J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 1173-1174）及CP分子的全合成（Angew. Chem. Int. Ed., 1999, 38, 1676-1678），我们后续的文章会简要介绍这些分子的合成策略。

在文章和报告PPT中，K. C. Nicolaou教授还喜欢使用了彩色填充分子，不仅可以一目了然地看清楚复杂分子的化学结构，而且具有很强的艺术观赏性，向人们展示着有机合成的艺术性和分子设计的逻辑性相结合的魅力，这也成了Nicolaou教授的鲜明风格。