全合成的意义是什么？现在国内外有很多课题组在做全合成，也确实做出了不少非常复杂的分子，里面用到了许多令人惊叹的合成手法。但是花了好长时间几十步的反应，砸了几百万进去，最后只拿到那么一点点东西，总感觉不值啊……所以全合成的意义是什么呢？

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作者：Amedus Pan
链接：https://www.zhihu.com/question/29971756/answer/46307017
来源：知乎

全合成的意义其实是由时代改变一直在改变的，这里所指的全合成当然是指有机天然产物全合成。

在Woodward之前的时代，科学家们分离了天然产物，通过各种非常拙劣的分析手段（相当于现今的分析手段）例如红外、质谱、非常低分辨率的NMR确定或猜测其结构。而该天然产物的结构其实是无法被完全确定的，这个过程就和盲人摸象一样。那么一般只有一种办法确定其结构，就是合成它！换言之，在那个年代，全合成的意义在于确定物质结构。

在Woodward的时代，各种先进的分析仪器也开始崭露头角，可以更容易更准确的知道其具体的结构。Woodward大神告诉大家一件事情：自然里面所有合成的物质，人类都可以把它在实验室里做出来。无非就是多少人力和物力的问题。所以这个阶段的全合成在我看来是证明人类的能力。

在Woodward之后的时代，是小分子制药的黄金发展时期。全合成技术变得尤为重要，如何更快更有效率的合成分子？以及如何优化分子以达到更好的药效？全合成已经不单单是合成天然产物，降低提纯成本的手段，已经变成唯一获得天然产物类似物的手段。

在小分子黄金时期过后，也就是当下……生物制药开始大行其道，小分子制药的市场一再萎缩，大批全合成化学家失业。很多的合成化学家其实开始思考全合成的意义。很多科学家仍然沿袭之前的思路。解析确定结构，或者优化合成路线，在合成中研究出新的方法学等。

即时在今时今日，也有结构解析错误，最后通过全合成发现并修改结构的故事。例如Baran大神的Palau'amine的故事，由于一开始提供的结构错误致使第一个全合成诞生的困难。详见：The Pursuit of Palau'amine。类似的故事在我之前的组也发生过，合成一个化合物的Library A-D, 认为ABCD四个化合物仅仅是手性上的区别，通过全合成后发现其中一个合成出来的分子无法与天然产物的分子的谱图匹配，最后发现其中一个并非是手性异构还是结构异构。详见：http://www.nature.com/nchem/journal/v4/n2/full/nchem.1233.html

对于这个问题，Baran大神的做法是专门挑那些已经无法再提纯到的物质！也就是那些世界上只有0.x mg的天然产物，已经无法再用自然的手法提取，除了人工合成它，我们还有什么办法得到他们呢？

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作者：谢嘉欣
链接：https://www.zhihu.com/question/29971756/answer/46324622
来源：知乎

相信只要大家多观察一下就会发现，当今时代的合成化学家都多多少少搞点儿化学生物学，或者合作搞点儿化学生物学。所以在当下，全合成与化学生物学的合作对于全合成本身具有重要的意义。那这里有人问了，既然要天然产物，直接去植物微生物那儿提取不完了？要知道很多高活性天然产物在自然界中含量都很低，要分离提纯，得消费多少原材料？而且这也明显不符合可持续发展的要求啊，你要这么搞的话，红豆杉哭晕在厕所啊。所以，全合成尽管也是耗时耗力的过程，但是相比之下其合成通量还是更大的，所以这里也就引出了当下有机合成所需要达到或者不断优化的目标——发展新型高效的合成方法学，实现天然产物的简洁(concise)与大量制备(scalable)。这一点上我觉得Scripps的合成大牛Phil Baran教授就主要在这一领域做贡献。所以在这一层次来看，全合成的意义也是为新型合成方法学提供实践和检验的平台，一个方法学是否简洁高效还能用于大量制备，试试天然产物也就一清二楚了。

好，简单总结一下，所以我要说的就两点：
1. 全合成高活性高价值的天然产物，并用于化学生物学研究
2. 全合成为高效合成方法学提供了实践和检验的平台

下面对这两点简单谈谈我的看法。

1. 化学生物学
我就说我们院的一个人——雷晓光博士：Dr.LEI | THE LEI GROUP
他的研究兴趣主要是重要活性小分子天然产物全合成及其化学生物学研究。

小分子影响了许多重要的生物过程，因此它们可以被认为是生物中心法则的另一个重要的组成成分。具有生物活性的小分子可以是通过自然进化选择的天然产物，也可以是通过有机合成制造的药物分子和化学探针。我们课题组致力于应用新颖的活性小分子和化学手段去系统深入地研究重要生命过程，阐明生物信号传导通路中新的分子作用机制，去验证全新的药物靶点从而帮助解决重大医学难题。

具体研究内容包括以下四个方面：

1. 利用化学遗传学手段研究与人类重大疾病（如：癌症，感染性疾病，神经退行性疾病等）相关的生物通路分子作用机制和调控方法；

2. 运用活性天然产物发现新的生物靶点和阐明新的生物作用机制；

3. 开发新一代高效的生物相容反应，并且将其应用在生物分子标记，追踪等化学生物学研究中；

4. 寻找和发现新的药物靶点，利用药物化学手段设计并且合成相关小分子进行创新药物的研究。

不得不说，天然产物如此种类繁多，发现的和没发现的，生物的力量是神奇的。总有那么些天然产物对某些疾病表现出优越的活性，这也是天然产物全合成的文献中开篇所必须介绍的内容。活性高的分子才有合成价值，因为其背后就是用于化学生物学研究的价值。

2. 实践与应用
为什么现在的全合成都在提简洁（concise）都在提克级制备（gram-scale，scalable）？没错，全合成的天然产物或者其他高合成价值的小分子最终若能实现工业生产，那我们就不需要依赖于生物来获得这些分子了，比如我们就不需要从红豆杉树皮里分离那点可怜兮兮的紫杉醇了（红豆杉：怪我咯？）。

全合成是有机合成皇冠上的明珠，是高水平合成技能的综合体现，众多全合成发表在如Angew, JACS等一类高水平期刊中。研读全合成文献可以很好的锻炼有机合成思维，对设计合成路线，优化合成反应有很大的帮助。

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