2010年諾貝爾獎 鈀催化的交叉偶合反應 21901夏韻筑 21904詹鈞媛 21907劉良瑋
源起:discodermolide 1980年代末期:加勒比海的潛水夫Discodermia dissoluta 〈海綿〉,構造簡單 廣泛使用,來源?
紫杉醇 Taxol 太平洋紫杉(Taxus brevifolia)樹皮所提煉而得到的粗萃取物。科學家分離出該萃取物中的活性分子,此即為paclitaxel 。 起初paclitaxel的臨床研究面臨許多困難,首先藥品原料的供應就是一大問題,因paclitaxel源自太平洋紫杉的樹皮 此樹種十分稀少且生長緩慢 paclitaxel的水溶性極差,難以配製,直到以 Cremophor EL與ethanol為溶劑才克服此問題 paclitaxel容易引起嚴重的過敏反應(因溶劑所造成),因此它的研發曾一度停擺。
人工製造discodermolide 理察海克 根岸英一 鈴木章
有機化合物 由碳原子組成 碳與碳之間的鍵結 1912年的格林納反應 1950年的狄耳士-阿爾德反應 1979年的費替反應 2005年的烯烴複分解反應
鈀 ─ 碳原子的約會地點 鈀催化的交叉偶合反應:獨特,非常精準的在溫和的條件下進行。 過去:使用活性很高的物質來驅動兩個碳原子間的反應,雖可行,無用的副產物過多。製造巨大分子〈discodermolide〉時,副產物過多,最終產物不足。
由工業製程得到的靈感 1950年代 德,瓦克化學股份有限公司 運用鈀來將乙烯轉換成為乙醛 乙醛:製造油漆中的黏合劑,塑膠軟化劑,以及醋酸之重要原料。
海克反應 瓦克製程 用鈀作為催化劑來進行實驗 將一種碳原子的環狀物連接到一個較短的碳鏈上而得到苯乙烯〈聚苯乙烯塑膠〉 建立碳原子間的單鍵方法中最重要反應之一 消炎止痛藥拿百疼,氣喘治療藥物,電子業用的化學物質
海克反應
海克反應
愚弄一個滿足的原子-格林納反應 最外層帶負電的雲層 製造 複雜的分子〈 discodermolide〉,將已存在的小分子連接起來。其中的碳原子,已共享電子,它們最外層已經有了八個電子,因此很穩定, 化學家的任務就:弄醒碳原子,使它願意與另一個碳原子反應
格林納試劑 將一個鎂原子接在一個碳原子上 鎂的最外層具有兩個電子 電子偏向碳原子 碳原子核的正電荷與核外的電子雲的負電荷數不均 碳原子變得不穩定 形成鍵結。
利用格林納反應來製備苯烯
根岸英一 1977 根岸英一 鎂改為鋅 鋅原子將碳原子傳送到鈀原子上,當碳原子在鈀原子上遇到另一個碳原子時,二者較易偶合
鈴木章 1979 硼 目前最溫和的活化者 比鋅的毒性還要低 大量 保護農作物不被菌類侵害的化學物質的工業合成
一個化學世界的恐龍 合成菟葵毒素 (palytoxin) 天然存在的毒物 1971:夏威夷:珊瑚中分離出來
一個化學世界的恐龍
應用 搜尋新藥: 1.海綿〈discodermolide〉 2. diazonamide A,菲律賓的海鞘類動物。被證實可對抗大腸癌細胞 3. dragmacidin F,義大利海岸邊的海綿中分離出來的。初步的實驗顯示,對皰疹病毒和愛滋病毒有效用。
應用 修飾天然藥物的結構:增進其藥效。 1.萬古黴素(vancomycin),1950,婆羅洲叢林的土壤樣品中分離出來的。用於對抗MRSA (超級金黃色葡萄球菌) 以及腸球菌 (enterococci)
更薄的電腦螢幕 電子業:尋找二極體 (diodes) 的更佳光源。有機電致發光二極體 (OLED),包含了會放光的有機分子,用於製造非常薄的電腦螢幕,只有幾個毫米厚。用來最佳化OLED的藍光材料。
有機發光二極體(OLED)中的聚合物材料
特別感謝 梁玉龍老師的 Free & Freedom Blog 了不起的2010年諾貝爾獎譯者蔡蘊明先生 強大的搜尋引擎 http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2010/info_publ_eng_2010.pdf