托品酮与仿生合成

在数百年前，人们获取药物的主要方式还停留在人工采集各种草药。今天我们的主角就来自于一种古草药——天仙子(henbane)。《药性论》：味苦辛，微热，有大毒。这种草药广泛分布于欧亚大陆，在对其所含化合物的分析中发现了一种生物碱－托品酮。纯托品酮的提取工作由药剂师Heinrich F. G. Mein于1831年完成。

可卡因的化学结构式 

观察上图可卡因的结构可发现在结构上，可卡因与托品酮大体是一致的，这种含有可卡因环的化合物在生物中一般是以L-谷氨酰胺合成。

L-谷氨酰胺的结构式

但是生物合成的环境要求极其复杂，正常的工业生产根本无法满足这些条件。但不慌，时势造英雄，天塌的时候，一位高个子站了出来。

托品酮的全合成

托品酮的全合成由德国化学家Willstätter于1902年完成，这是一项非常了不起的工作。打个简单的比方，他就好比是高斯班上的同学，虽然没有巧办法但是凭借着自己的能力算完了1+2..+100。

“对这一相当复杂的天然分子的装配成功，是有机化学在经典时期的顶峰，标志着多步全合成的诞生。“

足足15步的全合成

Willstätter以环庚酮为原料，尽管每一步产率较高，但这么多步叠加起来还是使得最后托品酮的产率只有0.75%。

托品酮是合成Atropine(一种神经药物)的重要原料之一。在1914年爆发的一次世界大战中，肆虐的神经毒气驱使着人们大量生产对抗毒气的药物与面具。

1917年，Robinson利用三种简单的化工原料，利用Mannich机理，“一锅”合成了托品酮。此办法的产率达17%，改良后的产率更是高于90%。

两次Mannich反应，一次分子间，一次分子内

为什么称之为仿生反应，就是因为在生物合成托品酮的过程中也使用类似的化合物，反应条件也近似于生物体内的条件。

Robinson也因此获得了1947年的诺贝尔化学奖。用此法合成托品酮标志着有机上仿生合成的开始。