马大为（有机化学与化学生物学）院士｜我国手性药物高效合成与铜催化偶联反应的开拓者#

1. 研究方向#

马大为院士长期致力于有机化学、药物化学与生命科学的交叉前沿研究。他聚焦于攻克传统不饱和碳及杂原子成键反应活性低、反应条件苛刻等关键科学瓶颈。他主要围绕三大方向展开深入探索：第一，开发高效、实用的过渡金属催化和有机小分子催化新方法；第二，完成具有重要生理活性的复杂天然产物的全合成并对其开展结构-活性关系（$\text{SAR}$）及作用机制分析；第三，与生物学、医学专家深度跨学科合作，创制靶向关键蛋白质和细胞死亡信号通路的小分子调节剂，实现前沿有机合成技术在临床药物开发中的高效转化。

2. 标志性成果#

• 草酰二胺及氨基酸调控的铜催化偶联反应（“乌尔曼-马”反应）：传统的乌尔曼（$\text{Ullmann}$）偶联反应自 $1901$ 年发现以来，长期面临需要化学当量铜作催化剂、反应温度高（通常 $> 200\ ^\circ\text{C}$）以及底物适用范围窄等重大工程难题，限制了其在大规模药物工业生产中的应用。在 $1998$ 年，马大为在合成蛋白激酶抑制剂的实验中，首次发现并确立了 $\alpha$-氨基酸（如脯氨酸、$N,N$-二甲基甘氨酸）作为配体能够大幅加速铜催化的 $\text{C-N}$、$\text{C-O}$、$\text{C-S}$ 和 $\text{C-C}$ 偶联反应，将反应温度降低至 $100\ ^\circ\text{C}$ 以下。在此基础上，经过长达十年的持续攻关，他团队于 $2015$ 年创制了高活性的草酰二胺（$\text{Oxalamides}$）系列新型配体，首次攻克了高稳定性（杂）芳基氯化物与核苷酸、胺类、醇类等分子的高效碳杂键偶联。该系列成果被国际学术界广泛命名为 “乌尔曼-马反应”（Ullmann-Ma Reaction）。它为基础化学键的高效、廉价构筑提供了普适手段，并已被全球制药与农药巨头广泛采用，实现了数吨级规模的抗肿瘤、抗病毒等临床新药的绿色工业化制造，成为写进中外经典有机化学教科书的里程碑式发现。

• 复杂天然产物的全合成与抗癌新药的低成本规模化合成：马大为在复杂天然产物全合成领域做出了多项极具创造性的工作，至今已完成了超过 $40$ 个极具合成挑战性的复杂生物碱、多肽及萜类天然分子的全合成。他发展了基于吲哚与烯醇负离子之间的分子内氧化脱氢偶联新策略，构筑了螺环吲哚啉（$\text{Spiro-indolines}$）核心骨架的通用合成路径，完成了多类吲哚生物碱的统一全合成。特别是针对来源于海洋生物、具有极强抗肿瘤活性但自然界蕴藏极微的药物分子麦普沙辛（$\text{Ecteinascidin-743, Et-743}$，又称他贝定 $\text{Trabectedin}$），他带领团队开发了极具工业放大前景的低成本、高收率全合成新工艺，以廉价的 $(S)$-酪氨酸为起点，仅需 $26$ 步完成了这一超复杂多环天然产物的规模化合成，大幅降低了该抗癌特效药的生产门槛，造福广大的肿瘤病患。

• 细胞程序性坏死与关键蛋白调节剂的发现：马大为积极将合成化学武器引入生命过程探索，通过与生物学家跨学科联合攻关，发现了一系列具有自主知识产权的高活性生物活性分子。他团队针对脑卒中、神经退行性疾病等临床重大创伤，研发了能有效抑制细胞程序性坏死（$\text{Necroptosis}$）通路的关键小分子候选药物，并设计了针对变构谷氨酸受体（$\text{mGluRs}$）的高选择性抑制剂。其中，有 $3$ 个候选新药分子已分别在中、美等国获批进入 $\text{I/II}$ 期临床试验，用于治疗非小细胞肺癌（$\text{NSCLC}$）、神经退行性变以及艾滋病毒（$\text{HIV}$）感染，打通了从基础偶联方法学到创新化学药研制的完整科学链路。

3. 学术地位与影响#

马大为院士是国际上有机合成化学和化学生物学交叉领域的领军学者，也是使我国铜催化方法学与复杂药物分子合成走向世界一流前沿的核心力量。因其在铜催化偶联反应方法学（即“乌尔曼-马”反应）及复杂天然产物全合成上的颠覆性贡献，他先后受邀在众多国际顶级学术会议上做特邀报告，并于 $2018$ 年荣获每两年评选一次的美国化学会“$\text{Arthur C. Cope}$ 学者奖”（为极少数获此殊荣的中国本土学者），同年摘得我国民间重磅科学大奖——未来科学大奖“物质科学奖”。他至今在国内外顶级学术期刊（如 JACS, Angew. Chem., Nat. Chem. 等）发表论文 $370$ 余篇，他人引用次数超过 $1.9 \times 10^4$ 次，$\text{H-index}$ 超过 $70$。他的发现被国际同行评价为“改写了有机化学教科书的成就”，奠定了我国在低成本绿色药物合成技术领域的国际领先话语权。

1. 教育背景#

• $1980.09 - 1984.07$：山东大学化学系，本科毕业获理学学士学位

• $1984.09 - 1989.07$：中国科学院上海有机化学研究所，研究生毕业获理学博士学位（导师：陆熙炎院士，开展不饱和烃与金属参与的有机合成研究）

2. 工作履历#

• $1990.05 - 1992.08$：美国匹兹堡大学化学系，博士后研究员

• $1992.08 - 1994.02$：美国梅奥医学中心（$\text{Mayo Clinic}$）神经化学和神经生物学研究部，博士后研究员（完成跨学科“深造”，转向化学与生命科学交叉的药物合成）

• $1994.03 - 至今$：中国科学院上海有机化学研究所，副研究员、研究员、博士生导师（于 $1994$ 年作为首批中国科学院“百人计划”入选者引进回国，并于 $1995$ 年 $1$ 月破格晋升为研究员）

• $1997.09 - 至今$：复旦大学化学系，兼职教授

• $2012 - 至今$：中国科学院生物与化学交叉研究中心，副主任、课题组长（双聘）

• $2019.11 - 至今$：当选为中国科学院院士（化学部）

1. 国家级与省部级科技奖项#

• 国家级科技奖项：

  • 国家自然科学奖二等奖（$2007$ 年度，第一完成人，获奖项目：“具有重要生理活性的复杂天然产物全合成及方法学研究”）

• 省部级科技最高奖：

  • 上海市自然科学奖一等奖（主要完成人）

  • 上海市科学技术进步奖一等奖（$2005$ 年度，第一完成人）

  • 第七届上海市自然科学牡丹奖（$2009$ 年度）

  • 上海市科技精英（$2009$ 年度）

  • 上海市十大杰出青年（$2001$ 年度）

2. 国际与行业重大奖项#

• 国际前沿大奖：

  • 获美国化学会“$\text{Arthur C. Cope}$ 学者奖”（$\text{Arthur C. Cope Scholar Award}$，$2018$ 年度）

  • 获未来科学大奖“物质科学奖”（$2018$ 年度，获奖项目：“在发明新催化剂和配体、开辟高效合成方法，以及合成复杂天然产物与药物分子领域作出的杰出贡献”）

  • 获 $\text{N. C. Yang}$ 讲座奖（$\text{N. C. Yang Lecturer Award}$，$2016$ 年度）

• 行业学术大奖：

  • 首届“药明康德生命化学研究奖”一等奖/杰出成就奖（$2007$ 年度）

  • 香港求是科技基金会“杰出青年学者奖”（$1998$ 年度）

  • 第六届“中国青年科技奖”（$1998$ 年度）

1. 学术期刊任职#

• 核心学术顾问与编委：

  • 担任美国化学会开放获取旗舰期刊 ACS Organic & Inorganic Au 国际顾问编委（$\text{Editorial Advisory Board}$）

  • 担任国际重要学术期刊《贝尔斯坦有机化学杂志》（Beilstein Journal of Organic Chemistry, BJOC）编委（$\text{Editorial Board}$），并主编了多期关于“过渡金属与有机催化在天然产物合成中应用”的专题学术特刊

  • 担任国内《中国药物化学杂志》副主编、国家核心期刊《有机化学》（Chinese Journal of Organic Chemistry）编委

2. 重要社会与学术兼职#

• 国家级学术平台与决策机构：

  • 中国科学院生物与化学交叉研究中心副主任、金属有机化学国家重点实验室（现重组）学术委员会委员

  • 中国科学院上海有机化学研究所学术委员会副主任、学位评定委员会副主席

  • 国家自然科学基金委员会重大项目评审专家组组长/成员