Kendall N. Houk，美國(guó)理論與計(jì)算機(jī)學(xué)家，加州大學(xué)洛杉磯分校化學(xué)與生物化學(xué)系Saul Winstein講座教授。1998年當(dāng)選為世界理論與計(jì)算化學(xué)家協(xié)會(huì)高級(jí)會(huì)士，2002年當(dāng)選美國(guó)科學(xué)與藝術(shù)學(xué)院院士，2003年當(dāng)選為國(guó)際量子分子科學(xué)院院士，2010年當(dāng)選美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士，2021年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院外籍院士。他是把計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)研究化學(xué)的先驅(qū)者之一，對(duì)認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理、立體化學(xué)和生物酶的設(shè)計(jì)等作出了重大貢獻(xiàn)。周環(huán)反應(yīng)是最廣泛應(yīng)用的有機(jī)反應(yīng)之一，霍克教授是這一研究領(lǐng)域的權(quán)威，對(duì)認(rèn)識(shí)反應(yīng)機(jī)理做出了巨大貢獻(xiàn)。他發(fā)展了霍克規(guī)則預(yù)測(cè)反應(yīng)活性，和霍克扭轉(zhuǎn)選擇性模型，預(yù)測(cè)開(kāi)環(huán)反應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)形式。霍克是最早利用量子力學(xué)計(jì)算來(lái)研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)渡態(tài)的學(xué)者，被認(rèn)為是計(jì)算化學(xué)的先驅(qū)之一和引領(lǐng)者。他研究領(lǐng)域廣泛，發(fā)展了一系列以他名字命名的規(guī)則和模型，被廣泛應(yīng)用。霍克教授發(fā)展了一個(gè)形變-結(jié)合模型，即反應(yīng)過(guò)渡態(tài)的能量可由分子扭曲能和分子作用能決定，從而可以定量揭示不同類(lèi)型分子之間反應(yīng)活性差異的控制因素，被認(rèn)為是自Fukui前沿分子軌道理論后有機(jī)化學(xué)的重大飛躍。（來(lái)源：中科院）近日，Kendall N. Houk教授團(tuán)隊(duì)與相關(guān)研究人員合作，連續(xù)在Science和Nature報(bào)道重要研究成果，現(xiàn)簡(jiǎn)要摘錄如下：通過(guò)對(duì)雜芳烴C-H化學(xué)鍵進(jìn)行選擇性的連續(xù)官能團(tuán)化，能夠?qū)崿F(xiàn)快速合成各種各樣的化學(xué)分子。這個(gè)目標(biāo)對(duì)于醫(yī)藥化學(xué)領(lǐng)域具有非常重要的意義，但是這個(gè)目標(biāo)的達(dá)成面臨非常大的挑戰(zhàn)。與雜環(huán)芳烴C-H化學(xué)鍵表現(xiàn)具有偏向的電子結(jié)構(gòu)相比，對(duì)缺少本征立體位阻/電子結(jié)構(gòu)差異的雙環(huán)氮雜芳烴進(jìn)行遠(yuǎn)程苯并C-H化學(xué)鍵官能團(tuán)化具有更高的難度與挑戰(zhàn)。有鑒于此，Scripps研究所余金權(quán)(Jin-Quan Yu)、加州大學(xué)洛杉磯分校K. N. Houk等報(bào)道兩種區(qū)別的導(dǎo)向模板，通過(guò)對(duì)模板的距離、結(jié)構(gòu)、以及未曾關(guān)注的手性進(jìn)行控制，能夠?qū)﹄p環(huán)氮雜芳烴分子相鄰的遠(yuǎn)程位點(diǎn)（C6 vs C7）、以及位置相似的位點(diǎn)（C3 vs C7）進(jìn)行區(qū)分和官能團(tuán)化修飾。這種方法學(xué)策略能夠?qū)信cC7位點(diǎn)類(lèi)似的競(jìng)爭(zhēng)性C3位點(diǎn)的喹啉分子，進(jìn)行C6或者C7位點(diǎn)直接C-H間烯烴化、炔基化、烯丙基化。這種位點(diǎn)選擇性、可以迭代、而且能夠?qū)朽Y(jié)構(gòu)單元的藥效基團(tuán)進(jìn)行后期C-H化學(xué)鍵修飾，以及能夠以不同的反應(yīng)順序，因此為合成化學(xué)提供豐富的機(jī)會(huì)。這項(xiàng)工作與之前相關(guān)報(bào)道的方法能夠相互補(bǔ)充，為雙環(huán)氮雜芳烴分子的后期“分子編輯”建立了一套普適性方法。Fan, Z., Chen, X., Tanaka, K. et al. Molecular Editing of Aza-arene C–H Bonds by Distance, Geometry and Chirality. Nature (2022)DOI: 10.1038/s41586-022-05175-1https://www.nature.com/articles/s41586-022-05175-1全氟化物/多氟化物PFAS（Per- and polyfluoroalkyl substances）分子是一種持久性存在、能夠在生物體內(nèi)累積的水溶性污染物，人們發(fā)現(xiàn)水源中的全氟化物/多氟化物的濃度足以對(duì)人類(lèi)健康產(chǎn)生危害。目前人們降解PFAS分子的方法主要是通過(guò)非選擇性的降解機(jī)理進(jìn)行。有鑒于此，西北大學(xué)William R. Dichtel、加州大學(xué)洛杉磯分校K. N. Houk等報(bào)道發(fā)現(xiàn)一種通過(guò)氫氧化鈉輔助脫氟的方法，這種方法在非質(zhì)子的極性溶劑中將PFAS分子降解，分解過(guò)程通過(guò)反應(yīng)活性多氟烷基自由基中間體，在24 h內(nèi)能夠以78~100 %的轉(zhuǎn)化率將分子中的氟原子轉(zhuǎn)化為氟離子。脫氟反應(yīng)的機(jī)理與常見(jiàn)的單碳鏈縮短機(jī)制（one-carbon-chain shortening mechanisms）并不一致，作者通過(guò)計(jì)算化學(xué)鑒定了反應(yīng)的路徑機(jī)理，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。除了直鏈分子，支狀全氟烷基醚羧酸以及其他類(lèi)型PFAS分子可能同樣以類(lèi)似的方式降解，而且可能拓展至活化其他種類(lèi)的極性基團(tuán)。與其他降解PFAS的方法相比，本文的方法對(duì)氟烴底物分子實(shí)現(xiàn)了選擇性降解能力，表現(xiàn)較高的氟離子回收，反應(yīng)生成的副產(chǎn)物較少，而且能夠在非常溫和的條件進(jìn)行反應(yīng)。Brittany Trang, Yuli Li, Xiao-Song Xue, Mohamed Ateia, K. N. Houk*, William R. Dichtel*, Low-temperature mineralization of perfluorocarboxylic acids, Science 2022, 377 (6608), 839-845DOI: 10.1126/science.abm8868www.science.org/doi/10.1126/science.abm8868
