应北京大学“大学堂”顶尖学者讲学计划的邀请，国际著名化学家，美国艺术与科学院院士余金权于2019年7月访问我校，并发表公开演讲。

讲座安排：

1.专题报告：Enantioselective C–H Activation: Emerging Chiral Technologies  

对映选择性的 C–H 键活化：打破四面体碳原子的对称性

时间： 2019年7月10日 10：00——11：30

地点： 化学院A204/206

摘要：

By considering entropic and enthalpic contributions independently, we have firmly established that the use of weak coordination from substrates (entropic contributions) to direct metal insertion into sp3 C–H bonds is viable approach for designing ligand (enthalpic contributions) to significantly accelerate C–H activation reactions. In ideal scenario of developing asymmetric C–H activation reactions, the reaction should only proceed when chiral ligands are present. We have established ligand acceleration in C–H activation with a number of ligand scaffolds that can enable C–H activation reactions of weakly coordinating substrates that are otherwise unreactive.1-3 Building on the ligand acceleration, we have established an effective and predictive stereo model for breaking the symmetry of tetrahedron carbon centers in the C–H metalation step, which differs from the classic asymmetric induction of flat sp2 carbon centers. Guided by these two principles, we have discovered chiral ligands that enable the enantioselective C–H activation reactions of methylene C–H bonds for the first time.4 A biomimetic asymmetric transformation based on desymmetrization of a ubiquitous isopropyl group has also been achieved.5 These enantioselective C–H activation reactions are destined to provide enabling chiral technologies for drug discovery and molecular science in general.6

通过系统考虑化学反应的熵和焓效应，我们的研究已经证明，显著加速C–H活化反应的可行方法是设计合适的配体（焓的贡献），利用其与底物的弱配位作用（熵的贡献）引导金属插入sp3 C–H。在理想的研究方案中，只有当手性配体存在时，不对称C–H键活化反应才能进行。我们已经设计合成一系列配体体系，这些配体可以明显活化原本无反应活性的弱配位性底物中的C–H键。1-3 基于这些配体可以明显加快C–H键活化反应的研究结果，我们已经建立了一个有效的、可以预测的立体模型，此模型是在C–H键金属化的过程中可以破坏四面体碳对称性的，并完全不同于在平面型sp2碳中心诱导产生不对称中心的传统模型。在以上这两个原理的指导下，我们首次发现了能够使亚甲基中C–H键进行对映选择性活化C–H键的手性配体。4 我们还实现了异丙基去对称化的仿生不对称转化。5 这些对映选择性C–H键活化反应旨在为药物的发现和分子科学的发展提供有利的手性反应技术。6

2.公开讲座：Molecular Editing at Angstrom Scale through Remote C-H Activation  

通过C–H键活化反应编辑分子：在埃Å尺度上涂鸦

时间： 2019年7月11日 10：00——11：30

地点：北京大学二体地下B101报告厅

摘要：

The freedom to modify molecules at any site, in any order, namely molecular editing at Ångström scale, will ultimately transform organic synthesis. The widespread presence of C–H bonds at various sites renders C–H activation the most powerful platform for developing this concept and technology. Towards this long-term goal, a fundamental challenge must be addressed: site selective metal insertion of multiple and indistinguishable distal C–H bonds. Despite a century’s efforts on understanding and developing C–H activation reactions, seeking solutions to this problem has met with limited success due to: lack of reactivity of broadly useful substrates; difficulties in activating remote C–H bonds as envisioned by Brelsow in 1960s; lack of predictive approaches for controlling site selectivity as majority of C–H bonds are electronically and sterically similar, hence difficult to differentiate.

We focused our design on recognition of distance and geometry as the key parameters to achieve site selectivity.1-4 In similar fashion to many examples of enzyme catalysis, the combination of remote directing effect and ligand acceleration has allowed us to achieve site-selective remote C–H activation with a wide range of substrates with predicted site-selectivity. The utility of this approach is demonstrated by achieving molecular editing of pharmaceutically important quinoline ring and commercial anti-cancer agents at multiple sites. This feasibility of this approach in sp3 C–H activation has also been demonstrated by reversing the conventional site selectivity to favor remote C–H bond versus proximate ones.5 These tools for molecular editing will facilitate rapid access to unprecedented molecular diversity in terms of chemical space. Exploitation of such chemical space at Ångström scale will lead to new medicines and materials.

在任何反应位点、以任何次序进行自由的、灵活的分子修饰，也称为在埃（Å）尺度上进行分子编辑，将最终改变有机合成。在有机分子中，广泛存在着不同位置、不同反应活性的C–H键，这使得C–H的活化反应成为了开发此概念和技术的最具活力的平台。基于这个长期目标，必须解决一个根本的挑战：如何实现金属对多个无法区分的C-H键选择性的、特定位点的插入。一个世纪以来，尽管许多科学家一直致力于理解和发展这些C-H键活化反应，却只取得了有限的成功，其原因在于：目前广泛使用的底物缺乏足够的反应性；在20世纪60年代Brelsow所设想的远程C-H键活化的难度；由于大多数C–H键在电子效应和空间效应上非常相似，从而难以区分，因而缺乏选择性控制反应位点的预测方法。

我们的设计方案着重于将反应位点的距离和分子的几何构型作为实现反应选择性的关键参数。1-4 参考许多酶催化的反应实例，将远程导向效应与配体加速反应速率的结合可以使我们能够实现反应位点选择性的远程C–H键活性反应。这些反应具有底物的普适性和反应位点选择性的可预测性。在许多药物分子中含有的喹啉环和已商业化抗癌药物的分子进行多个反应位点的分子编辑证明了这个方法的实用性。这些C–H键活化反应逆转了传统的反应位点选择性，更易活化远端C-H键而不是近端的，证明了此方法在sp3 C–H键活化中的可行性。5 此分子编辑方法将有助于利用这些化学空间实现前所未有的分子多样性。在埃尺度上开发此类化学空间将使新的药品和材料的产生成为了现实。

主讲人介绍

       余金权教授生于1966年，1987年本科毕业于华东师范大学，1999年于剑桥大学取得博士学位。曾在剑桥大学、哈佛大学和美国布兰迪斯大学任职，2007年到美国斯克利普斯研究所工作至今。他的研究领域主要为：C-H键活化研究及其在新药研发和天然产物全合成领域的应用。余金权教授是国际上C-H键活化领域最为活跃的华人学者，获得了Elias J. Corey Award（2014）、Raymond and Beverly Sackler Prize in the Physical Sciences（2013）、ACS Cope Scholar Award（2012）、Mukaiyama Award（2012）等诸多国际著名奖项，2016年，获美国跨领域最高奖——麦克阿瑟天才奖。2019年入选美国艺术与科学院院士。

主办单位：北京大学

承办单位：北京大学化学与分子工程学院  北京大学国际合作部

赞助：北京大学教育基金会