人类一直渴望获得令人愉悦的气味，因此自古以来就致力于香水的制作——美妙的气味一直被认为是灵感的来源，而好的香味一直是健康的标志。稀缺的天然产物 (−)- 龙涎香醚，传统上是从抹香鲸消化道中的蜡状物质龙涎香中分离出来的，长期以来一直是世界上最受欢迎的香水之一。
每年的产量超过 30 吨。重要的是，在手性分子的 16 种可能变体中，只有一种镜像能带来特别令人愉悦的气味，这需要进行立体选择性合成，以仅产生所需的镜像。
幸运的是，现在不再需要从鲸鱼身上采集这种物质，而是可以通过部分合成 (−)-香紫苏醇来获得，香紫苏醇是一种天然产物，在某种鼠尾草中含量很高。然而，从植物中获取降龙涎香醚需要多个步骤，而且取决于鼠尾草的供应情况，而鼠尾草的供应情况容易波动。
现在，由马克斯·普朗克煤炭研究所所长·利斯特教授领导的研究小组已成功在实验室中合成这种芳香且高度复杂的手性分子。研究人员已在《自然》杂志上发表了他们的研究成果，文章标题为“高法呢醇到降龙涎酮的催化不对称多烯环化”。
“在生物学中，多烯环化是一种复杂的反应，只需一步就能将简单的起始材料转化为复杂的分子结构，”马蒂亚斯·图尔伯格 (Mathias Turberg) 解释说，他是 List 教授的博士生之一，也是这项研究的主要作者之一。“我们受到大自然的启发——我们还想提供一种从相当简单的起始材料合成复杂分子的方法。”
他的同事、利斯特教授团队的博士后研究员、论文第一作者纳罗博士表示：“在实验室中模仿自然对于化学家来说是一项重大而又有吸引力的挑战。”利斯特教授本人表示，这种反应是“大自然对我们化学家的一次挑衅”，因为大自然拥有大量的酶，可以引导多烯自我折叠，从而轻松生成所需的异构体。
对于 List 团队的方法，可再生 C 15结构单元橙花叔醇是起始材料，橙花叔醇存在于许多植物来源中，也可以在技术规模上合成。在与化学公司 BASF 的合作中，橙花叔醇从 C 15转化为 C 16结构单元高法呢醇，然后高法呢醇被选择性地转化为 (−)- 降龙涎醚。
罗说：“利用我们的强酸性密闭催化剂和特殊的氟化溶剂，我们成功地选择性地合成了所需的天然产物，即 16 种可能的异构体中的一种。”虽然 List 团队在这种特定类型的密闭催化剂方面拥有专业知识，但罗负责完善这种特定反应的“分子工具”。
催化剂预先组织原材料并开始转化为产品，而特定溶剂则稳定反应中间体，并作为催化剂的“助推器”，从而使反应速度更快。非常成功：虽然最先进的生物催化反应需要三到四天，但新方法可以在一夜之间提供产品。
“我们设法在相对温和的条件下进行反应，而且只需一步。结果是高度选择性的，”罗解释道。
Turberg 补充道：“该工艺高选择性的关键在于以协同方式将高法呢醇转化为 (−)-降龙涎香醚，这模仿了酶催化的多烯环化反应。”
科学家们还可以证明他们的方法很容易扩展。 List 团队的合成方法的另一个优点是催化剂和溶剂可以回收并重新用于更多反应。 这两个方面都有望在未来的工业应用中得到应用。
标签：
免责声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！