在自然界中，有一種神奇的物質，名為龍涎香。它并非來自天上的龍，而是來自大海深處的抹香鯨。這種物質是抹香鯨腸內分泌物的干燥品，有的抹香鯨會將其吐出來，有的則會排出體外，只有極少數抹香鯨將其留在體內。排入海中的龍涎香，起初是淺黑色的，但在海水的洗禮下，它會逐漸變為灰色、淺灰色，最終成為白色。這種物質在歷史上主要用于制作香水，作為定香劑，其上等品質的龍涎香，價格甚至可以高達每克1000元。

然而，由于天然龍涎香的稀缺和高昂的價格，科學家們一直在探索合成龍涎香的方法。最近，馬克斯·普朗克煤炭研究所的本杰明·李斯特教授團隊，就在這方面取得了重大突破。他們報道了一種非對映選擇性和對映選擇性合成(?)-降龍涎醚和倍半萜內酯天然產物(+)-香紫蘇內酯的方法。這個過程是在氟化醇存在下，使用高布朗斯臺德酸性和限域的亞氨基二磷酰亞胺酯催化劑，通過催化不對稱多烯環化合成的。這項研究的成果發表在了最新一期的《自然》雜志上。

在實驗過程中，研究人員篩選了各種溶劑，發現氟化醇，特別是六氟異丙醇和全氟甲苯，能夠顯著增強反應的活性和選擇性。這些溶劑可能通過氫鍵穩定陽離子中間體。同時，他們還測試了不同的亞氨基二磷酰亞胺酯催化劑，最終確定了8克催化劑最為有效。通過優化反應條件，包括溫度和濃度，研究人員確保了工藝的實際可行性，并在10克規模上進行了測試，證明了其工業應用的潛力。

這項研究不僅在化學合成領域取得了重大進展，還展示了合成方法的可擴展性和應用潛力。通過合成(+)-香紫蘇內酯，研究人員進一步驗證了該方法的適用性，展示了其在生產各種天然產物中的多功能性。

為了深入理解所開發的多烯環化的機制，研究人員進行了多項實驗。他們發現，高法尼醇多烯環化為(?)-降龍涎香醚的過程，可以通過協同環化級聯或通過形成單環和雙環中間體的完全逐步過程來進行。通過質子化位點和區域選擇性的控制，以及對映選擇性控制，研究人員成功實現了高非對映選擇性和對映選擇性。

此外，氟化溶劑的作用也不容忽視。氟化溶劑，例如六氟異丙醇和全氟甲苯，通過氫鍵網絡穩定陽離子中間體，這對于實現觀察到的反應性和選擇性至關重要。溶劑的選擇會影響反應動力學，從而提高工藝的整體效率和選擇性。

總之，這項研究通過開發一種催化不對稱多烯環化方法，不僅解決了化學合成中長期存在的挑戰，而且為高效、選擇性地生產有價值的天然產物開辟了新途徑。這不僅對科學研究具有重要意義，也為工業生產提供了新的可能性，有望降低成本，提高效率，讓更多人享受到龍涎香這一珍貴物質的獨特魅力。

來源: 李傳福