有机合成大牛Phil S. Baran访谈录：有机化学的魅力

2017-11-12 化学加

综合 | AdvancedScienceNews 编辑 | 化学加

导读

　美国Scripps研究所的Phil S. Baran教授是当今最著名的有机化学家之一，以设计合成复杂分子以及相关方法学研究而著称。近日，Nachrichtenaus der Chemie的Fracht Zbikowski与Phil Baran谈论他对有机化学的热爱，他的研究，他的想法，如何成为一个优秀的化学家，如何发展最好的有机合成，以及为什么能获得最大的回报。

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菲尔·巴兰（Phil S. Baran）是Skaggs化学生物学研究所成员，Darlene Shiley化学系主席，也是全球有机合成界公认的明星，专注于天然产物全合成。
他所带领的团队已经完成了一些在历史上具有里程碑意义的天然产物合成工作，如天然产物Palau'amine和Vinigrol的首次全合成、高氧化态甾体化合物Ouabagenin的半合成，并成功开展了Ingenol的14步法合成、Phorbol的19步法合成等。
2013年，他被授予通常被称为“天才奖”的麦克阿瑟奖。在取得巨大成功之后，他并未放慢脚步，仍每天早6点开始其一天在实验室的工作。他曾说“我与化学是一见钟情，在化学出现在我的生命之前，真的没有别的什么事物让我充满灵感。”
也正是这场已经超过20年的“一见钟情的恋爱”推动着他在有机化学领域的最前沿不断创造出惊艳的成就。美国纽约大学的David Schuster称赞他“我从未见过任何一个人工作如此努力、获得如此大的成就，他有着高昂的热情和充沛的精力。” 诺贝尔化学奖得主、哈佛大学教授E. J. Corey认为“Baran的成就展现出未来20年有机化学领域的发展。”
近日，Nachrichtenaus der Chemie 的Fracht Zbikowski与Phil Baran谈论他对有机化学的热爱，他的研究，他的想法，如何成为一个优秀的化学家，如何发展最好的有机合成，以及为什么能获得最大的回报。（以下译文来自微信公众号： AdvancedScienceNews ）
Q1：是什么让你如此热衷于有机化学？
有机化学是不寻常的，因为它让研究者既是艺术家又是创造者。

Q2：从合成漂亮的有机分子的角度来说是艺术家吗？
简单来说，就是合成漂亮的有机分子，而这些分子具有难以想象的影响。有机化学的魅力和吸引力在于，还有很多需要探索和发现的东西。如果你发现一个新的秘密，它可能会在所有化学科学领域产生巨大的无法预测的影响。所以，对我而言，有机化学就像是一个探索，创造和发挥影响力的绝佳机会。
Q3：什么时候发现有机化学对你来说就像艺术？
那大概是在大学初期， 1995年，在纽约大学。在我开始在实验室里做化学实验的那一刻，我意识到这是我生命中唯一需要的东西。

Q4：你爱上了化学？
大范畴内，对，具体来说是有机化学。这是我唯一想做的事情：混合化学物质；做反应；创造东西。总是有一种探索未知的感觉。时间变得如此宝贵，因为浪费的时间是我本来可以花费的时间。

Q5：但是，你仍然完成了你的学业，你必须完成所有其他科目。
尽可能快，是的。还有很多我不得不学习的科目，我做到刚好通过考试。有机化学和实验室工作真的能让我每天早上起床。而其他的东西就像是我勉强要做的。

Q6：你还在做实验室工作吗？
时不时。

Q7：成功的有机化学家需要什么技能？
可能他们需要激情奉献，激情和积极的才能；他们也需要内心的乐观主义，谦逊的智慧和创造的欲望。你会注意到我提到的与测试成绩或学术态度没有关系。

Q8：当你选择你的实验室的学生，你不看他们的分数？
我们不得不......但现在回顾过去14年来的这种做法，考试成绩和科研之间确实没有很好的相关性。我认为这些考试是判定与在有机化学领域中所需的不同的东西。化学是一个广阔的领域，有很多事情要做。所以，一个人在作为研究生之前，就需要掌握很多文献。
The Baran Group: June 2017
Q9：那么，你如何得到有技术有天分的学生？你如何选择他们？
那么，我们每年都会面试那些想进入有机化学领域的顶尖学生。我选择学生，通常基于他们的兴奋程度，以及他们有多了解自己想要做什么。通常情况下，最好的学生在他们读研究生的时候，对他们想做什么以及他们想去哪里有清晰的认识。我也会看那些明白自己在研究生院的生活会像僧侣一样的学生。而本科研究经历是未来成功的重要指标。

Q10：在你成名之前，招到好学生是否容易？
我不知道我现在是有名的。我的意思是，Scripps是一个研究的好地方。人们被Scripps吸引，因为它是有机化学的绿洲，至少在美国是。
刚开始的时候，实际上很容易，因为有很多学生会因为和一位新教师开始全新的工作而兴奋不已。所以，Scripps的新老师从来没有招生的问题。恰恰相反，当你在某个位置，你必须保持新鲜；否则，学生们不会想来找一位年龄更大，经验更丰富的研究员。所以，在Scripps面临着巨大的选择压力——要保持新鲜和饥饿。

Baran Lab 网站截图
Q11：你如何保持“新鲜和饥饿”？
我们很久没有做同样的事情了。每当我早晨起床时，我都需要非常兴奋，如果我对即将发生什么没有兴奋感，我就不能让学生工作。所以，我们没有不得不做的研究项目。我们所做的所有项目都是前沿的。我们在实验室中进行了各种各样的事情，从萜烯合成到方法学，再到生物碱，多肽，核苷和电化学。而这一切都只是因为我有注意力缺陷的症状。我不能长时间关注一件事情，因为在这个领域有太多的东西需要去探索，然后继续下一件事，只是因为我想呆在一个恒定的预任期（pre-tenure）的状态。
Q12：一个保持好奇心的状态呢？
是的，好奇和饥饿；从本质上来说，这个实验室和14年前没有什么不同。我每天还在和学生们一起工作。我的实验室在我的办公室上面，所以我每天都闻到化学物质。我的大门总是敞开着。所有这一切都与2003年相同：我总是担心我们不能够快速做出科学发现。
Q13：你能描述一下你作为老师的角色吗？
我是一个哭泣时的可以依靠的肩膀。当他们遇到巨大压力时，我尽量让学生不要从悬崖上掉下来，帮助他们有效地度过宝贵的时间。一些教授对于学生的时间非常放松。我认为这是我的工作，以我的经验来确保他们不浪费时间。因此，对于学生来说，我们已经把毕业时间减少了20％左右。
Baran 实验室聚会
Q14：你有非常有名的导师，当我想起Nicolaou或者Corey时，你从他们身上学到了什么？
很多，不同风格的管理和指导。我从他们的环境和直接的智慧中学习。有人说，旧制度本质上是德国的辅导制度，Liebig和所有这些人开始化学的方式。这是一个学徒制，在今天基本上也在继续进行。我认为这是有价值的；从他们那里可以接受大量的基础教育。你在这段时间里成长起来，向他们学习如何解决真正的难题，然后去执行。他们两个都非常善于做这个。他们不只是说，他们也做。每个人都有想法，但是你必须去执行。
Q15：我知道，你有相当年轻的时候就发表了大量的论文。你是如何写出所有这些论文？
我不知道我们是否有这么多。老实说，文章并不让我兴奋。我认为你必须发表一些论文，因为学生需要工作，化学领域的人需要知道我们正在用纳税人的钱做什么。但是，我们试图以非碎片化的方式发布实际上很少的信息。我们试图展示整件事，放在一个出版文献里。
我们也有一个博客，在这里我们放了幕后的东西，并提供关于如何做出化学反应的特别提示，所以我们努力把尽可能多的数据放在那里，而不是因为我们有兴趣发表大量的论文，但是质量一定要保证。
Q16：你如何处理负面的结果或没有结果的学生？在科学领域我认为这种情况比积极的结果更经常发生。
如果你把负面定义为死胡同，那么我们所做的大部分就是这样。积极的结果实际上可能非常少。我认为关键在于教学生对于负面的结果是否是消极的。所谓负面的消极是，学生们来说：“这不行，我不知道为什么。”这很糟糕，我真的不能做任何事情。但是当他们说这不起作用，但是生成了其他的某种化合物，或者这正是发生了什么事情，这会给你一个下一步该做什么的想法。所以，前沿的研究经常就像法医学：试图找出犯罪中发生的事情。如果学生能够产生许多负面的积极结果，最终它们会变成正面的。
Q17：作为有机化学家，你如何成功？由于好奇心和技能还是资金？
首先，你需要很多的失败。失败是经验的货币。所以，最好的有机化学家已经失败了很多。他们已经看到了很多的反应，尝试了很多东西，最终产生的是对反应性的直觉。你几乎变得像一只猎狗。你可以嗅出反应活性；你可以看一个化合物，在没有接触它之前，你甚至可以感觉到，它可能会产生怎样的反应。所以，要做到这一点，唯一的办法就是理解，就是做很多化学实验。所以我认为最重要的是要学习：成为一个成功的有机化学家能具备反应性的直觉，你只是看着他们，就几乎可以感觉到化合物正在做什么。
Baran 实验室合成新分子时的庆祝蛋糕
Q18：你如何回应那些告诉你有机合成的重要时代已经结束的人？
我觉得每隔十年就有一个疯子说“有机合成已经很成熟了”，有时他们真的是有名的人。我的回应一直是，他们应该只是在考虑自己的领域。而有趣的是，有机化学家，尤其是合成化学家，从来没有对任何其他领域发起战争。你永远不会看到一个有机化学家说：“为什么我们资助纳米化学？为什么我们资助材料科学？为什么我们资助化学生物学？为什么我们资助生物化学？”。我从来没有听说过。至少，我绝不会说或想这个。
但是，有机化学家总是在防守。然而，当你看《德国应用化学》或《美国化学会志》时，阅读最多的论文总是在这个大家已经说可以结束了，不应该被资助了的领域里。这只是工程，对不对？但是，每个人都在阅读这些论文。而且，最重要的是，当我去公司的时候，我可以很快看到有机化学新发展对材料科学，农业化学，纺织和医药等重要行业的实际影响。
所以，说有机合成已经发展成熟了，这些人可能从来没有和一个真正的公司打过交道。因为他们不知道发生了什么。瓶颈仍然是化学合成。所以，问题的确是有机化学家不擅长自我保护。
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在上海有机所作报告
Baran于1977年8月10日出生在新泽西州，并在佛罗里达州长大。1997获纽约大学化学学士学位，2001年获Scripps研究所博士学位。在K.C. Nicolaou的指导下，他成为诺贝尔奖得主，哈佛大学教授E J Corey的实验室的一名博士后。
在2011年时候，网上出现一封开玩笑的公开信，恳求他慢下来，这封信写道，“以全人类的名义请您慢下来吧”，“我们这些凡人，根本跟不上您的步伐……这一点都不好笑。我们需要——休息。”
该信的中文版曾在人人网广泛传播，成为热门日志。

Baran看到这封信还回复了：“Ha! Thanks for making me smile this morning. You are way too kind and if I’m “super” in any way then we need to revise the Webster dictionary to reflect the diminished standards. My students, on the other hand, ARE super and deserve credit for anything you find interesting.”

获得的奖项：
2014年Mukaiyama奖，·2013年麦克阿瑟奖，2013年皇家化学会有机合成化学奖，2012年ACS圣迭戈节杰出科学家奖，2011年ISHC Katritzky杂环化学奖，2010年Thieme–IUPAC有机合成化学奖，2010·ACS纯化学奖，2009·赛克勒奖，92007·国家费森尤斯奖，2006·辉瑞在有机化学创新奖，2006·贝克曼青年科学家奖，2005年阿斯利康卓越的化学奖，2005·杜邦青年教授奖，2005·罗氏卓越的化学奖，2005·安进的青年研究者奖，2005·塞尔学者奖，2005-2006年葛兰素史克化学学者奖。
代表性工作：
1、Newhouse, T.; Baran, P.S.; Hoffmann, R.W. The Economies of Synthesis, Chem. Soc. Rev. 2009, 39, 3010–3021.
2、Chen, K.; Baran, P.S. Total synthesis of eudesmane terpenes by site-selective C–H oxidations, Nature, 2009, 459, 824-828.
3、Burns, N.Z.; Baran, P.S.; Hoffmann, R.W. Redox Economy in Organic Synthesis, Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 2854 – 2867.
4、Shenvi, R.A.; O’Malley, D.P.; Baran, P.S. Chemoselectivity: The Mother of Invention in Total Synthesis, Acc. Chem. Res., 2009, 42, 530–541.
5、Baran, P.S.;Maimone, T. J.; Richter, J. M. Total synthesis of marine natural products without using protecting groups, Nature, 2007, 446, 404-408.
6、Young, I.S.; Baran, P.S. Protecting-group-free synthesis as an opportunity for invention, Nature Chemistry, 2009, 1, 193 – 205.

本文参考：
http://www.chemistryviews.org/details/ezine/10581368/The_Charm_and_Appeal_of_Organic_Chemistry.html
http://baranlab.org/about-phil-s-baran/
http://blog.renren.com/share/263420852/16691442858
http://syntheticremarks.com/?p=1328