本期，我們介紹萊斯大學(xué)(Rice University)T. T. and W. F. Chao領(lǐng)銜化學(xué)教授，計(jì)算機(jī)科學(xué)教授，同時(shí)還是材料科學(xué)和納米工程、小旋度研究所和納米碳中心教授——James M. Tour。Tour教授是世界上頂級(jí)教授（2019年，他被TheBestSchools.org評(píng)為“當(dāng)今世界最具影響力的50位科學(xué)家”之一），而且是一位非常觸類旁通、研究領(lǐng)域非常寬廣的科學(xué)家。Tour教授在2003年發(fā)表了一篇題為Synthesis of Anthropomorphic Molecules: The NanoPutians的全合成文章。雖說該文章已經(jīng)有很多學(xué)者在各方面進(jìn)行過科普了，但是小編認(rèn)為“經(jīng)典永恒”。因此，趁著介紹世界著名科學(xué)家James M. Tour這個(gè)機(jī)會(huì)，再次和大家解讀分享這篇有趣有料的全合成。該研究工作發(fā)表在JOC（DOI: 10.1021/jo0349227）。NanoPutian即“納米小人”的意思，這是Tour發(fā)明的一個(gè)合成詞，用來表示他們合成的擬人有機(jī)分子化合物（Anthropomorphic Molecules）。Nano大家一看就可以知道是“納米”的意思，Putian則是出自18 世紀(jì)英國杰出作家江奈生·斯威夫特寫的《格列佛游記 》里所說的lilliputian（小人國），Tour教授將兩個(gè)詞組合在一起，構(gòu)成NanoPutian（納米小人）。2）不同縮醛保護(hù)基團(tuán)形像“小人”的腦袋5）主要通過Sonogashira偶聯(lián)構(gòu)建分子骨架
對(duì)二溴苯為起始物料，使用碘和濃硫酸處理，以81%的收率獲得二碘二溴苯1；接著與兩當(dāng)量的叔丁基乙炔進(jìn)行選擇性Sonogashira偶聯(lián)，制備出納米小人的兩個(gè)手臂（有沒有佛祖的：一手指天，一手指地，天上地下，唯我獨(dú)尊的意味呢？），得到二溴苯衍生物2。二溴苯2單理化后，使用DMF處理，將一個(gè)溴轉(zhuǎn)化為醛基，83%收率構(gòu)建出納米小人的脖子。隨后，作者選擇乙二醇為縮合保護(hù)試劑，合成得到帶有“頭”與“手”骨架的小人上身。最后溴苯4轉(zhuǎn)化為碘苯衍生物5以利于下一步合成納米小人身體。
選擇4-硝基苯胺為原料，冰乙酸中使用液溴處理，接近定量產(chǎn)率獲得二溴苯胺6，隨后通過氨基重氮化乙醇還原制備二溴硝基苯7，接著通過氯化錫將硝基以89%產(chǎn)率還原轉(zhuǎn)化為二溴苯胺8，再次使用Sandmeyer重氮化與碘化鉀反應(yīng)，以70%收率制備二溴碘苯9，至此完成了小人下身核心的構(gòu)建。然后，通過兩步Sonogashira偶聯(lián)以及碳酸鉀脫TMS保護(hù)基，以三步總收率約70%完成納米小人下身骨架的合成。
準(zhǔn)備好納米小人“上身”5和”下身“12構(gòu)建塊，再通過一次Sonogashira偶聯(lián)，以優(yōu)秀的收率完成了納米小人。作者將第一個(gè)納米小人命名為NanoKid，即“納米嬰兒”。通過養(yǎng)育，“納米嬰兒”就會(huì)成長、長大，從事不同的事業(yè)：
因此，作者通過微博反應(yīng)，使用不同的二醇替換乙二醇生成新的縮醛化合物，衍生出各種納米人：納米運(yùn)動(dòng)員（NanoAthlet 14)，納米神父（NanoPilgrim 15)，納米軍人（NanoGreenBeret 16)，納米國王（NanoMonnarch 18)，納米學(xué)者（NanoScholar 20)，納米廚師（NanoBaker 21)等等。是不是非常有意思呀？
通過納米小人“腳“裝巰基，在金表面進(jìn)行自組裝，一群跳舞的納米小人出現(xiàn)了。
通過改造納米小人身體結(jié)構(gòu)，制備得到跳芭蕾舞的納米小人（NanoBalletDancers）。大家說，這個(gè)擬人分子（42），看起來是不是一個(gè)正在“金雞獨(dú)立”翩翩起舞的芭蕾舞者？
隨后，作者繼續(xù)發(fā)揮，雙人舞蹈順利登場(chǎng)。還有更熱鬧的，多人協(xié)舞：
James M. Tour教授完成的擬人分子“納米小人“的全合成研究，不僅僅是一個(gè)非常有趣的有機(jī)合成研究，對(duì)于廣大科研人士來說，正是有這些有趣美好的研究，讓科研更加有熱情；對(duì)于大眾來說，這樣的工作具有非常好的科普作用。科研是有用有趣的，科研與生活是密切相關(guān)的。只要用心，哪里都有科研。
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