如何精确控制多反应位点分子的选择性，是有机合成和药物研发领域面临的重要挑战。尽管已经开发出数百种可以将起始化合物转化为其他化合物的反应方法，但化学家依然缺乏修改广泛存在的仅含有C-H键的工具包。
通过连续的选择性 C-H 官能化对杂芳烃C-H键进行直接编辑，有可能快速进入各种化学空间。双环氮杂芳烃是相对简单的有机分子，无数现有药物和与医学相关的天然化合物都是用双环氮杂芳烃骨架构建的。但与电子偏置的杂环 C-H 键相比，双环氮杂芳烃上的远程苯并环 C-H 键特别难以区分，因为缺乏固有的空间/电子偏置。
余金权与加利福尼亚大学的K.N.Houk教授合作设计了两个截然不同的导向模板，通过调控模板设计中的距离、几何结构和手性因素，精确实现了双环氮杂芳烃上远程相邻（C6/C7）和位置相似（C3/C7）位点的模块化区分和远程官能团化。该研究成果以“Molecular Editing of Aza-arene C–H Bonds by Distance, Geometry and Chirality”为题在Nature 发表。第一作者为Zhoulong Fan 和Xiangyang Chen。
该策略能够在C3（与C7空间相似） 存在竞争的情况下，在喹啉的相邻 C6 和 C7 位点直接进行 C-H 烯化、炔基化和烯丙基化。值得注意的是，这种对含喹啉药效团的位点选择性、迭代和后期 C-H 编辑可以以不同的顺序模块化进行，以适应定制的合成应用。此外，作者利用该策略实现了复杂天然产物和药物分子的后期精确修饰，也对喹啉骨架多个C-H键进行了任意位点和次序的选择性迭代分子编辑。余金权表示，新方法的一个关键是，模板直接C-H键官能团化不是基于传统的电子标准，而是基于到目标的路径距离和几何结构。结合先前报道的补充方法，现在化学家可以任何顺序在任何给定位点修饰双环氮杂芳烃。从而极大扩展了药物和其他有用分子的多样性。放弃剑桥大学职位，攻破百年难题！这位牛人从穷困山区飞到科学尖峰
爆炸式的波浪长发，与有机化学工作者普遍稀疏的头发形成了鲜明的对比，这位大牛（误，应该是神牛），就是当今世界C-H键活化领域当之无愧的第一人——余金权。30多年前，杭州淳安县鸠坑乡的小山村有个孩子，每天上学都要跋涉六七公里，路上要翻过一个山头，再划船渡过一条河，每天当他赶到学校时，可能已经错过了头两节课。就是这样一个地地道道的农村娃，却在2016年9月摘得了麦克阿瑟天才奖荣誉。他就是余金权。一个山里娃是怎么走上天才路的？千岛湖传媒中心记者与余金权进行了面对面交流。1966年1月10日，余金权出生在淳安县鸠坑乡翠峰村余家自然村，这里民风淳朴、山清水秀。如今村里人提起余金权都说：“金权小时候读书成绩很好，学习很勤奋，总是拿第一名，他是我们的骄傲。”余金权说，自己小时候上学要走十几里地，路上要翻过一个山头，再划船渡过一条河，每天当他赶到学校时，可能已经错过了头两节课，但每一堂课他都听得津津有味。“当时在鸠坑乡，学习条件差，读书量、阅读量、知识面处于劣势，但是我想读书做学问在年轻时有很多方面，不一定是知识量，最重要的是老师教会我们做人的道理，这让我一生都很受益。”余金权说自己很幸运，那时小学、中学的老师不一定是大学毕业，也可能不是专业的，但他们启发了自己要树立远大理想，做更好的自己。虽然从小有理想，但余金权坦言自己从未想过要当科学家。小学时，他喜欢文学，非常爱读小说。在淳安中学读书，语文成绩很好，尤其是高一爱上唐诗、宋词、散文，语文考试经常得第一名。“但写作文不是我的强项，我写完的作文老师经常会打个问号，不知道我在讲什么，其实我现在写得还可以。”余金权爽朗道。喜欢语文的余金权，却在高二分科时选了理科。上世纪七、八十年代曾流行过一句话：“学好数理化，走遍天下都不怕”，这句话对当时的余金权影响很大。“不怕不好意思说，小时候很怕一些蛇、虫之类的小动物，所以不喜欢干农活，就想着学好数理化，能干点别的。”当时的余金权认为，淳安农村很需要医生，自己化学也不错，当医生也许是一个很好的职业选择。因为太想学医，在填报高考志愿时，余金权10个志愿有9个报了医科大学。至今想起这件事，他觉着自己当时太天真、太固执。那时，医科对生物这门课是有成绩要求的，自己尽管高考总分不错，但却被生物“拖后腿”，最终没能被医学院录取。虽然没有被重点医科大学录取，但因为成绩好，加上当时有非常优惠的特优招生政策，余金权被华东师范大学录取了。“其实去华师大上学，我是拒绝的，农村的小孩是很倔的。就因为生物分数低而不被录取，我当时很不甘心接受这个结局，我觉得还是要读医，我可以再考一次完全没有问题。”余金权第一次分享了少年时的那一段心路历程。倔强的余金权，在爸妈的苦心劝说下，又因为心疼家庭经济压力太大，最终带着很大的情绪去了华师大。到了华师大一年后，他发现自己喜欢上了这里：是一所非常漂亮的大学，实力很强，有很多优秀的教育体系，上课的老师非常棒都会说英文，最开心的是在华师大喜欢上了化学，发现了化学对医学是至关重要的。也是在华师大，余金权明白了化学家对研究药物、人类健康有着重要影响力。学医的执念消失，慢慢意识到化学这个学科其实非常有趣，化学分子的变化、键的断裂都让他着迷。“从一个分子变成另一个分子，设计出一个简单的分子做一个香料或者止痛药，就像魔术一样结果很意外，这就是我要学的东西。”神奇的化学惊醒了余金权内心对科学的好奇。快毕业时，他发力考上了中国科学院，硕博连读。“我如果去读医了，就不是今天的我，化学世界里很多有趣的化学反应也许就不会出现，或者需要更长的时间才会被发现。”中国科学院的学习生涯，是余金权成长为科学家的一个起点，也为他今后成为碳氢活化领域大牛奠定了坚实基础。“当时我觉得去华师大可能是我人生中最大的一个挫折。但是去了以后发现，我喜欢华师大，喜欢上了化学，虽然那时不知道这是我的最强项，到英国剑桥学习后，我的导师才和我这样说：你在化学方面有特殊的天赋。”余金权说，塞翁失马焉知非福，就算是命运和你开了个玩笑，没有按照你的意愿去进行，也不要怨天尤人，而是要利用这个环境不断地去发现自己、调整自己，抓住新的机会，任何时候都不能放弃，这个很重要。其实，在余金权华师大毕业后，得到了一个非常好的工作机会——在浙江医科大学当老师。这对一个从穷山沟走出去的年轻人来说，意义非凡。工作好，离家近，可以照顾到家里。毕竟，家里父母也需要接济呢。但不甘平凡的余金权，没有把这个好消息告诉父母。“当时我想了很久，觉得去大学教书，我的最高点会在哪里？我喜欢的是化学，教学很难充分发挥我更多的想法，要想在化学方面有所建树这是不可能的。”向往更高方向发展的余金权，决定放弃人人羡慕的大学教书工作，报考中国化学的象牙塔---中国科学院。当年，余金权的考试成绩很不错，但他却没有进入他想进的中国科学院上海有机所，而是被分到中国科学院广州化学所。面对这样的结果，自信好强的余金权痛苦过、抱怨过，觉得人生又一次遭受了打击。但在广州化学所呆了一年，余金权调整好了自己的心态，从导师那里学到了很多知识，也对中国的科研进行了更多思考。硕士毕业后，27岁的余金权还因工作出色，破格提了副教授，并参与一项香料合成技术的发明。该发明也成了中坤化学品公司的核心技术。如今，该公司已在香港上市多年，是中国香料界的标杆。年纪轻轻有这样的成就，已是业内许多人不可企及的，但余金权并没有满足现状。认识他的人都感叹，当初余金权要是留在了广州，那是一个名利双收的捷径。对化学痴迷、有着强烈好奇心的余金权，在广州读硕士的这段时间，越来越意识到中国科研距离世界前沿还很远，现有的条件已经无法满足他自身的求知欲望。因此，他又做了人生当中的一个重要决定，放弃现有的一切出国学习，不惜一切代价。这一次，余金权不再纠结、彷徨，目标明确。很多人都不解地问他，为什么要做这样的决定？余金权答，善于把握人生很重要，说到底这跟小学时候的教育有很大关系，“我小学遇到几个非常不一般的老师，他们不一定是非常厉害的化学家、数学家，但他们灌输到我血液里面的就是怎么做人，做人的追求是什么，这个让我一生都受益匪浅。”1994年，余金权以优异的成绩顺利申请到了撒切尔和邓小平设立的中英奖学金，入读英国剑桥大学。第一天坐飞机到达剑桥大学时，看到如画如诗的剑桥，余金权就在想，“要是将来有一天，我能在剑桥当老师，应该不枉此生了。”怀着兴奋期待的心情踏入剑桥大学，却发现这里的中国留学生很少，又觉得自己的想法太可笑，根本不可能实现。在剑桥大学，余金权深造化学的同时，还选择了重新学习分子生物学。“其实科学达到一定高度时，化学跟生物相互之间本来就是不可互缺的，在剑桥重新学生物开始，我发现自己接触到了一个全新领域，对科研非常有帮助。”余金权说。由于工作上勤奋认真、刻苦专研、努力实践，余金权1999年获得了博士学位；在读期间，剑桥大学圣约翰学院选拔他为优秀青年培养对象（属于剑桥大学最好的一个青年人才培养计划），2001年在该项目资助下到美国哈佛大学化学系学习，在诺贝尔奖得主Corey教授指导下进行博士后研究；2003年——2004年，在剑桥大学化学系建立自己的研究室，开始了独立的研究生涯，实现了在剑桥当老师的愿望。通过在剑桥十年的努力，余金权在化学系打下了独立研究的基础，也得到了校方的支持。如果按部就班一直待在剑桥，应该会比较顺利。但是他根据自己对科学领域的判断，决定需要寻求更多资源来加快推进速度。我跟剑桥大学的领导说，我要离开，我要加快速度，需要更多实验室设备、人员。”当余金权决定换一个环境，去美国一所大学时，当时所有的朋友老师都认为这是个疯狂的冲动，放弃剑桥来之不易的职位，去一所美国学校任职是在走下坡路。“碳氢键活化是有机化学中的圣杯”，这句科学界的名言，说明了碳氢键活化在有机化学中的重要性和独特地位。碳氢键活化的提出，已经有100年的历史；世界知名的化学家们集中精力前仆后继去攻克，也有60多年了，却一直没有人成功。2002年开始，余金权把目光聚焦到这一百年难题的破解上来。“选择这个课题，与我哈佛的导师密切相关。因为他是有机分子合成的大师级人物，他创造的现代有机分子合成技术已经日臻完美了，要去创造一个新的天地，达到更高的高度，把碳氢键打断似乎是唯一的途径。因为以前碳氢键不能打断，分子合成设计的再巧妙也受局限，但是碳氢键一旦打断，很多新反应会接踵而至，为合成分子提供了大量更简便的路线，甚至教科书很多章节都得重写。为此，我们在交流中都觉得这是一个非常重要的课题。他一直在探索，我也开始思考。”也正是为了加速这项研究，余金权从剑桥大学来到美国布兰代斯大学。布兰代斯大学的实验室更大，团队也很优秀，进展也很快，但在距离研究目标十万八千里的时候，余金权的启动资金用完了，新的经费申请也没有结果。两篇学术论文投到美国的JACS（美国化学会志）都被拒稿，更是雪上加霜。“当时，我也给我哈佛的导师打电话，他当然知道这两篇论文非常重要，他说审稿犯了大错误。后来，这两篇论文在德国化学会志发表出来。现在回头看，论文里面的结果距离终极目标相去甚远，但这个思路是对的，对最后的成功起了关键的作用。”到了第三年，余金权和他的实验室有点山穷水尽。整个碳氢键活化领域也陷入沉寂，苦苦找不到突破口。特别是经费已经用完了，余金权只能寄希望马上申请到NSF的科研经费，或者是问学校借点钱，再争取个半年。正在余金权日陷窘境的时候，他接到了一个非常重要的面试电话。电话的另一头，是美国加州圣地亚哥斯克利普斯（Scripps）研究所。“他们关注到了我发表在德国的那两篇论文，通过后期一些了解后，决定给我一次面试的机会。”余金权说，斯克利普斯研究所是世界顶尖研究所之一，他们一般只会聘请一些有建树的科学家甚至诺贝尔奖获得者。而当时，余金权只是美国一所大学的助理教授，确实是个意外。这个面试机会，也让余金权意识到，虽然自己离碳氢键活化的目标还差得很远，但已经有资深科学家意识到，自己的想法可能是正确的方向。这次机会为余金权带来了信心。就这样，余金权再次从布兰代斯大学搬到了斯克利普斯研究所。这里，有更大的实验室可以供他使用，有全世界最优秀的学生和博后组成团队，也有世界一流化学家同事与他交流，这些都为余金权提供了更大的发展空间。余金权说，之后的10年时间，自己每年都努力往前走一步。虽然这其中还会有很多艰辛和挣扎，比如：虽然世界各地来的学生很有潜质，但你需要去启发、管理他们，让他们愿意去解决最难的课题，而不是绕着走。在余金权的办公室里，挂着“业精于勤”四个字。无论是国内还是国外，这四个字一直跟随着他。余金权说：“我们小的时候老师就告诉我们‘业精于勤’，但那个时候可能更多的是死记硬背、多花时间去看书。但当我长大后去搞科研，去读硕士、博士甚至做教授，去解决世界难题的时候，我觉得勤奋的最关键一点是体现在兴趣，浓厚的兴趣和无时无刻的思考。这个是非常关键的。”2016年，余金权携手加州大学洛杉矶分校的K.N.Houk教授在Science杂志上发表文章，首次实现配体促进的亚甲基sp3碳氢键不对称活化。在过去60年里，这个碳氢键活化的难题凝聚了无数科学家的心血，终于取得了突破性进展。此时,余金权已经是国际上在碳氢键功能化领域最为活跃的科学家。对于许多艺术家、科学家或其他富有创意的人而言，在夏末接到一通显示“来自芝加哥”的陌生电话是一件不可思议又无比美好的事情，因为它或许带来的是“获得麦克阿瑟天才奖”的消息。麦克阿瑟天才奖由美国私人慈善机构麦克阿瑟基金会于1981年设立，是美国最负盛名的奖项之一。该奖项不仅评比过程“神秘”，获奖者也不需要提交个人申请。2016年8月29号的下午，余金权的手机响了很多次，显示都是一个来自芝加哥的不明号码。余金权一开始还以为是广告，忙碌的他并没有接。后来，这个号码又开始轮番轰炸他的座机和手机，余金权很恼火，接起了电话。电话那头说他们是麦克阿瑟基金会的。余金权问你们有什么事需要我效劳吗，委员们笑出了声……当年9月21日，美国麦克阿瑟基金会公布了2016年度23位麦克阿瑟天才奖名单，美国华裔作家杨谨伦，美国斯克利普斯研究所教授、国际上C-H键活化领域活跃的华人学者余金权位列其中。在麦克阿瑟的官网上，有这么一段评价余金权研究成果的话：“这种非常规的碳氢键活化方法在有机合成方法学中创造了一个很好的范例，消除了多种化合物的合成障碍，今后，药物开发、农用化学品制造、香水制造等领域都会从中受益。”“我们希望带来新的风，助他们起航。”麦克阿瑟天才奖负责人塞西莉亚如是说。
现在，有机化学业内有很多人认为，余金权非常有可能获得诺贝尔奖提名。对此，他自己认为，对于科学家来说，最重要的还是集中精力做好课题，通过化学为人类健康服务。获奖与否不需要思考太多，很多时候都是水到渠成。假如能够获得诺贝尔提名当然很好，我很开心，相信我的家乡也会很自豪，但不要想多。一直走下去，过程是最重要的。（来源：化学宝库，如有侵权请联系删除）免责声明若是转载文章会标明出处，文章版权归原作者所有，转载仅为交流学习。文章内容为作者个人观点，并不代表本公众号的观点。如涉及作品内容、图片、版权和其他问题，请与我们联系删除！鉴于目前疫情防控的特殊状况，化工邦联合中国化工企业管理协会医药化工专业委员会在当前这个特殊时期定于2022年9月5日-7日举办“2022化工项目管道及仪表流程图设计规定与工程案例PID解析专题（线上）培训班”；培训采取标准/国家行业有关新规定解读和实际工程案例解析相结合的培训方式，针对大家关注的内容展开重点讲解交流，邀请相关标准主编单位全国化工工艺系统设计技术中心站参与编制设计规定的专家，结合该公司内部设计规定和自身多年工程设计经验，与学员进行针对性沟通交流。
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