仿生合成biomimetic synthesis

模仿生物体内的反应和天然物结构进行合成的过程，是创制新农药的重要方法。仿生合成与普通化学合成不同，仿生合成是先模仿，后合成，因而事先对生物体内的反应和天然物结构与活性的关系要有深入的了解。生物体内的反应除极个别外，都是在酶的作用下进行的，但采用化学方法模仿这些反应时，可以在无酶存在下进行，也可以在模拟酶存在下进行。利用仿生合成的方法可以简化合成步骤，提高合成收率；或者可以获得活性更高，或活性相近，但更易于制备的新化合物，如仿生农药和仿生医药。植物、动物、微生物组织中的天然产物，是生物活性物质的丰富源泉。原则上讲，凡具有生物活性的天然产物，都可以成为仿生合成的对象，但在实践上，真正成为仿生合成对象，并取得成功的例子还不多，这是因为它们还需要满足一定的条件（见活性分子设计）。
简史 仿生合成第一个成功的例子是颠茄酮的合成。按照有机化学经典合成方法，以环庚酮为起始原料，颠茄酮的合成需要经过近20步反应

1917年，鲁宾逊(R.Robinson)提出假说：在植物体内颠茄酮是由活泼的丁二醛、甲胺和丙酮反应得来的，三者以水为溶剂，经过一步反应得到颠茄酮：

这就是一条仿生合成路线。40年代末开始的拟除虫菊酯的合成研究，以植物来源的天然除虫菊酯为模型化合物，通过仿生合成开发出一系列高效、低毒的拟除虫菊酯杀虫剂，同时也为仿生合成开辟了新的研究领域。以后又相继以植物来源的毒扁豆碱为模型化合物开发出氨基甲酸酯系杀虫剂（见氨基甲酸酯杀虫剂），以动物来源的沙蚕毒为模型化合物开发出沙蚕毒系杀虫剂（见沙蚕毒杀虫剂）等。1955年，斯托克(G.Stork)等人在前人研究胆固醇生物合成的基础上，提出一个多烯环合的假说：具有全反式结构的多烯化合物，能立体专一地全反式环合成具有“天然构型”的产物，而具有全顺式结构的多烯化合物，则得到“非天然构型”全顺式环合产物。这一重要假说，促进了一系列仿生多烯环合的研究，为甾体等化合物提供了不少全合成路线。1969年，布雷斯洛(R.Breslow)等人，采用环糊精作为模拟酶，实现了茴香醚的选择性氯化，并于1972年提出“仿生化学”这一概念，指出仿生化学是有机化学的一个分支，它试图模仿自然界的反应和酶过程，以作为改进有机合成的一种手段。
在新农药创制中的地位 按照普通方法，新农药的创制需要合成大量不同结构和不同取代基的化合物以供筛选。尽管如此，成功率仍逐年下降。同时，新品种只有在高效、低毒、低残留等各个方面比老品种更为优越，才具有实际意义。其结果，成功率的下降，和开发研究费用的增加，成为制约新农药开发的重要因素。通过对天然产物的研究，不用在合成方面大量投资，就可以发现一些新颖的化学结构。同时，具有农药活性的天然产物，往往具有高效、低毒、易于降解、不污染环境等优点。仿生农药的化学结构，正是脱胎于天然物，因而较易获得高效、低毒、低残留的农药新品种，避免了大量合成样品和大量筛选的盲目性，使新农药的创制工作较为经济、迅速。