全合成

全合成是有機合成的一類，強調了獲取天然產物目標分子的途徑在人工上的純粹性。全合成背後的哲學基礎是還原論。全合成工作都是以自然界生物體中鑑定出的某種分子做為合成目標，而這些目標分子往往具有某種藥物活性；全合成其實就是有機合成的一個分支，其產生和發展都是服務於社會的需求；試圖通過簡單易得的原材料，通過化學反應，來獲得某種有用的、結構複雜又難以用其他途徑獲得的化合物。全合成的原料通常是容易從自然界中取得的化學物質，如糖類、石油化工產品等；而目標分子通常是具有特定藥效的天然產物，或在理論上有意義的分子。

基本介紹

• 中文名：全合成
• 類別：化學術語
• 隸屬：有機合成
• 特點：原料容易從自然中取得

分類

全合成根據工作的獨立性可以分為“全合成(total synthesis)”、“半全合成(semi total synthesis)”、“表全合成(formal total synthesis)”三類。

· 全合成

技術含量最高的全合成（往往也是成本最高的）。從原料開始到最終產物的製備和反應路線全部都是由一個科研組獨立設計完成的。

· 半全合成

從自然界提取得到關鍵中間體，然後通過後續的化學修飾完成的全合成稱為半全合成。比如很多甾醇類激素都是用從薯蕷里提取的薯蕷皂甙做原料合成的。再比如工業化的紫杉醇生產也是通過半全合成得到的。

· 表全合成

又叫接力全合成（relayed total synthesis）。指反應路線有一部分是完全拷貝他人以及完成的工作而實現的全合成。比如伍德沃德的奎寧全合成也屬於表全合成。因為他的合成到奎寧毒素就停止了；而從奎寧毒素到奎寧的轉換在此之前已經被德國人拉貝實現。

今日概貌

當今全合成的意義，早已超過了以前為了驗證生物活性或化學結構的目的，而已經成了試驗和推廣新化學反應，和展示合成有機化學的精妙之處的場地。全合成的發展常會激勵新機理、新催化劑和新技術的誕生。全合成中綜合了很多有機反應的技巧，需要化學家對有機反應的熟練運用及相當程度的智慧。

當代全合成工作看重方法的創新，具體講又集中於新反應的開發和利用。一個方法上沒有新意的全合成很難獲得學術界的注意和認同。

重要事件

1821年，德國化學家弗里德里希·維勒合成尿素。有機合成的序幕開始拉開。

1902年，德國化學家威爾斯泰德合成托品酮，象徵著多步驟有機合成的開始。

1903年，德國人Gustaf Komppa合成樟腦。第一個工業化的全合成例子。

1916年，英國人羅賓遜逾時代的提出並實施了仿生合成托品酮路線，標誌著合成美學的萌芽，也是串聯反應方法學的開端。

1950年，美國化學家伍德沃德合成奎寧，全合成概念產生。這也給眾合成者打了一劑強心針，使人們克服了面對複雜天然產物的畏難心理。

1992年，日本化學家岸義人(Yoshito Kishi)合成海葵毒素，無與倫比地鼓舞了全世界的化學家，合成家們開始產生了“沒有合成不出來的分子”的言論。

人物

維勒，有機之父

李比希，有機定量分析之父

伍德沃德，開創了一個新時代的大師。

艾里亞斯·詹姆斯·科里，把有機合成請下神壇的人物。歸納並系統化了有機合成方法，提出逆合成分析理論。開創並倡導了計算機輔助合成設計，與人合作將計算機圖形處理技術引入有機化學信息系統管理。後來導致了ChemDraw、Scifinder等的出現。

吉·斯托克，合成界的元老，常青樹。富有創造力，教書育人，也培養了大量人才。

阿·艾申莫瑟，有機化學禪宗大師。在合成理論和方法方面頗有建樹，是有機界少有的具有哲學思維的人物。晚年研究生命的化學起源。

德·巴頓，神秘的刺客，劍走偏鋒，常能出奇制勝。

柯·西·尼古勞，現代有機界的大佬，財大氣粗，什麼分子都敢做，什麼分子都能做。

重要著作

第一本通過個案講解全合成的書是1970年由印度化學家蘇布拉滿尼亞·蘭迦南坦（Subramania Ranganathan，伍德沃德的大弟子之一，印度有機界長老級人物）著的《全合成的藝術》（Art of Total Synthesis）； 1988年出版第二版。

1973年伍德沃德的另一個博士後研究生，劍橋大學的伊安·弗萊明（Ian Fleming）採用相似的風格寫了《全合成精選》（Selected Organic Syntheses）一書。

1996年斯克里普斯研究所（Scripps）的科·西·尼古勞出版了一本《全合成經典》（Classics in Total Synthesis），收錄了1950年代到1990年代40年中的經典合成。

2003年尼古勞又出版了續集《全合成經典Ⅱ》。第二本書與第一本相比，大篇幅地收錄了著者自己的工作。

這些著作集中了很多重要反應，方便了他人的學習。對合成科學的教育起到了很大的作用。