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成功設(shè)計并完成了該分子的首次全合成工作。該工作的關(guān)鍵步驟包括一個分子內(nèi)的Pauson-Khand反應(yīng)、一個二碘化釤介導(dǎo)的還原1,6-自由基加成反應(yīng)和一個創(chuàng)新的大位阻反式六氫茚滿構(gòu)建策略。 該路線首先從已知手性合成子6（從長葉薄荷酮 (+)-pulegone兩步轉(zhuǎn)化得到）出發(fā)，經(jīng)由烷基化、聯(lián)烯鋰進(jìn)攻、RCM關(guān)環(huán)和底物控制的立體選擇性氫化，順利得到含有四個手性中心的5/7并環(huán)化合物5，再經(jīng)過幾步簡單的轉(zhuǎn)化就順利地構(gòu)建出了前體4。 受楊震教授、龔建賢教授和藍(lán)宇教授2015年發(fā)表的Retigeranic Acid重要研究工作啟發(fā)（Chem. Eur. J. 2015, 21, 12596），化合物4的Pauson-Khand反應(yīng)順利地得到了含有六氫茚骨架的化合物15，單晶衍射顯示各手性中心也正好符合要求。然而化合物15的內(nèi)酯開環(huán)卻比像想象中要困難，反復(fù)嘗試后發(fā)現(xiàn)DBU/HMPA體系可以實(shí)現(xiàn)所需的消除反應(yīng)，酯化后即得化合物17，經(jīng)還原氧化后便可以得到構(gòu)建四元環(huán)的前體3。基于該小組之前應(yīng)用SmI2 介導(dǎo)的還原1,4-自由基加成構(gòu)建四元環(huán)工作的研究基礎(chǔ)（Chem. Eur. J. 2016, 22, 12634），他們利用化合物3嘗試了SmI2 介導(dǎo)的還原1,6-自由基加成，成功構(gòu)建了關(guān)鍵四元環(huán)結(jié)構(gòu)。 在此階段，由于C-3/C-4是個四取代、大位阻雙鍵，并且該雙鍵的還原需要在該分子的深凹面方向進(jìn)行，這使得最后階段構(gòu)建反式六氫茚滿的工作充滿了艱辛。同時，由于反式六氫茚滿在熱力學(xué)上穩(wěn)定性不如順式六氫茚滿，這使得自由基類型的還原可行性同樣較低。而且，由于可能的羥基消除反應(yīng)以及該羥基可能處于假平伏鍵位置，單羥基誘導(dǎo)的均相氫化仍然不順利。于是團(tuán)隊研究人員轉(zhuǎn)變思路，在C-6位增加了一個額外的羥基，再經(jīng)還原得到順式二醇。該底物非常順利地在Crabtree催化劑作用下氫化得到了關(guān)鍵的反式六氫茚滿化合物24。此創(chuàng)新性的策略應(yīng)當(dāng)同樣適用于其他類似骨架的大位阻反式六氫茚滿構(gòu)建。最后，再將化合物24進(jìn)行幾步簡單的轉(zhuǎn)化，Astellatol的首次并且是對映專一的全合成工作終于得以完成！

重要生理活性的復(fù)雜甾體天然產(chǎn)物Bufospirostenin A在國際上的首次不對稱全合成。團(tuán)隊巧妙應(yīng)用經(jīng)典反應(yīng)，并利用新穎的烷氧基聯(lián)烯—炔參與的Pauson—Khand反應(yīng)作為關(guān)鍵反應(yīng)，以線性20步完成了Bufospirostenin A的高效不對稱全合成，這也是烷氧基聯(lián)烯的Pauson—Khand反應(yīng)首次應(yīng)用于天然產(chǎn)物全合成。

己二酸是一種重要的有機(jī)二元羧酸，廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、醫(yī)藥和潤滑劑制造等領(lǐng)域。目前，工業(yè)上己二酸的生產(chǎn)路線主要通過硝酸對環(huán)己醇—環(huán)己酮的混合物(KA 油)進(jìn)行氧化制取。雖然己二酸的化學(xué)合成方法已經(jīng)成熟，但是存在著工藝流程長、副產(chǎn)物較多、工業(yè)“三廢”排放嚴(yán)重、產(chǎn)品收率不高等問題，特別的其溫室氣體氮氧化物的排放量巨大。因此，研究開發(fā)新的清潔無害己二酸生產(chǎn)工藝越來越受到人們的重視。本成果提供了一種己二酸的全生物合成方法，可以利用可再生碳源，獲得高產(chǎn)量的己二酸，同時產(chǎn)品的回收提取更加方便簡單，極大程度地降低了對環(huán)境的污染程度。 創(chuàng)新要點(diǎn) 本項(xiàng)目在大腸桿菌中重構(gòu)逆己二酸降解途徑，實(shí)現(xiàn)了己二酸的高效生物合成。通過對菌株進(jìn)行代謝改造，選用組成型啟動子以避免高額誘導(dǎo)劑的使用，最終在 5 L 發(fā)酵罐中實(shí)現(xiàn)了己二酸的高產(chǎn)，同時大幅度降低生產(chǎn)成本，使工業(yè)化生產(chǎn)己二酸成為可能。

李闖創(chuàng)課題組自加入南方科技大學(xué)以來，一直致力于創(chuàng)新性的合成方法的開發(fā)以及復(fù)雜活性天然產(chǎn)物的全合成研究，圍繞有機(jī)合成化學(xué)中的基礎(chǔ)性科學(xué)問題，探索和發(fā)展原創(chuàng)性的方法學(xué)，來進(jìn)行復(fù)雜活性天然產(chǎn)物分子的全合成。課題組以生物活性天然產(chǎn)物合成為中心，以藥物研發(fā)為導(dǎo)向，充分發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)代有機(jī)合成新策略及新技術(shù)，以求快速、高效以及多樣性地構(gòu)建天然產(chǎn)物庫，從中發(fā)現(xiàn)新的

在徐晶課題組的系列研究中，團(tuán)隊均以含季碳雙環(huán)二酮前體為出發(fā)點(diǎn)，利用快速骨架構(gòu)建和高選擇性化學(xué)反應(yīng)為核心策略，高效地完成了多個相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的復(fù)雜虎皮楠生物堿的全合成。在虎皮楠生物堿Dapholdhamine B的全合成研究當(dāng)中，徐晶課題組意外發(fā)現(xiàn)了一個1,5-氫遷移反應(yīng)，并由此設(shè)計了Caldaphnidine O的一個高效自由基

利用可再生資源，經(jīng)綠色化學(xué)反應(yīng)（使用無毒原料、溶劑、催化劑、無污染物生成的定量化學(xué)反應(yīng)）合成生態(tài)友好材料，是當(dāng)今國際材料和環(huán)境化學(xué)家最重視的前沿研究領(lǐng)域之一，也是涉及到生態(tài)環(huán)境保護(hù)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要研究領(lǐng)域。石油基塑料（以石油為始源物生產(chǎn)的塑料如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、等）的大量生產(chǎn)及其在國民經(jīng)濟(jì)及人類生活中的廣泛應(yīng)用在推動人類文明進(jìn)步和生活舒適便利的同時，也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。因此研發(fā)生物可降解的生態(tài)友好聚合

秋水仙堿（Colchicine）是國際上第一個報道具有阻止微管蛋白轉(zhuǎn)換，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡的天然產(chǎn)物。秋水仙堿具有許多優(yōu)秀的生物活性，例如，是治療急性痛風(fēng)的特效處方藥，也是美國FDA批準(zhǔn)的唯一用于治療家族性地中海熱疾病的藥物，患者需要終生服用。但是，由于秋水仙堿對人正常組織的毒性很大，嚴(yán)重者可致腎衰竭，并引起死亡。秋水仙堿在全合成歷史上也是具有里程碑式的明星分子，其全合成的難度相當(dāng)大：如何立體選擇性、區(qū)域選擇性、以及高對映選擇性的構(gòu)建6-7-7三環(huán)體系，具有很大的合成挑戰(zhàn)性。自分離后，它吸引了眾多世界合成化學(xué)家的研究興趣，截至目前，有四篇全合成和十幾篇的形式全合成報道，但是合成路線繁瑣且效率很低，難以滿足各種研究需要。其中，哈佛大學(xué)Woodward教授（諾貝爾獲得者），23步，未知產(chǎn)率；Scripps研究所Eschenmoser 教授（世界著名化學(xué)家），22步，總產(chǎn)率為0.00006%。為此，開發(fā)一條高效簡潔的秋水仙堿合成方案，并通過結(jié)構(gòu)修飾合成其類似物，尋找高效低毒的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的藥物先導(dǎo)化合物，將具有非常重要的學(xué)術(shù)與社會意義

課題組利用首次發(fā)現(xiàn)的Type II [5+2]環(huán)加成反應(yīng)作為關(guān)鍵反應(yīng)，完成了合成難度非常大的、活性二倍半萜類天然產(chǎn)物Cerorubenic acid-III，這是國際上的首次全合成。 開發(fā)了一條高效簡潔的合成新策略，由廉價易得的手性原料出發(fā)，利用課題組先前首次發(fā)現(xiàn)的Type II [5+2]環(huán)加成反應(yīng)高效簡潔的合成含有高張力橋頭雙鍵（anti-Bredt烯烴）的[4.4.1]橋環(huán)體系；利用鈉萘實(shí)現(xiàn)了8-氧雜雙環(huán)[3.2.1]辛烯的化學(xué)選擇性還原；通過跨環(huán)環(huán)化策略構(gòu)建了乙烯基環(huán)丙烷部分，并保持所需的立體化學(xué)；總共19步完成了該分子的首次全合成。該研究工作近期發(fā)表于J. Am. Chem. Soc. 2019, ASAP。以上研究所應(yīng)用的合成方法還可以擴(kuò)展到其他Cerorubenic酸及其類似物的不對稱合成，為進(jìn)一步的生物學(xué)研究打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)，也為后繼開展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新藥物的進(jìn)一步藥物化學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。

成果簡介： 利用基因工程手段將含有海藻糖合酶的基因?qū)氲酱竽c桿菌BL21中得到重組大腸桿菌，發(fā)酵培養(yǎng)能大量生產(chǎn)海藻糖合酶的重組細(xì)胞，通過使用生物表面活性劑對重組細(xì)胞進(jìn)行通透性處理，經(jīng)處理的細(xì)胞以麥芽糖為底物合成海藻糖。經(jīng)透性化處理的大腸桿菌以25 %-35 %的麥芽糖為底物合成海藻糖。在20-25 ℃反應(yīng)16-20 h底物的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到55 %

為了測量Ξ??0 衰變絕對分支比，班勇教授課題組與北京航空航天大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中科院高能物理研究所合作，利用位于日本筑波市的 Belle 實(shí)驗(yàn)收集的 772兆 B 介子對樣本，對B? → Λ??Ξ0衰變進(jìn)行了單舉和遍舉測量。數(shù)據(jù)分析中，利用 ????Belle 實(shí)驗(yàn)中 B 介子總是成對產(chǎn)生的特性，在單舉過程中，利用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的方 法使用了 1042 個衰變道首先進(jìn)行一個B+介子標(biāo)記，然后再通過Λ?? → p??????+,?? ? ?? 0 重 建 一 個 Λ? ? 粒 子 。 在 標(biāo) 記 的 B + 介 子 和 Λ? ? 粒 子 的 反 沖 質(zhì) 量 譜 上 觀 測 到 了 清 楚??????的Ξ0 的信號，從而確定B? → Λ??Ξ0 過程的存在并測量其衰變分支比B(B? → ??????Λ??Ξ0)。在遍舉過程中，不再標(biāo)記信號B+介子，而是在重建Λ??后，直接通過Ξ0 → ????????Ξ?π+，ΛK?π+和pK?K?π+重建Ξ??0粒子，測量得到以下三個連乘分支比:B(B? → Λ??Ξ0)B(Ξ0 → Ξ?π+) , B(B? → Λ??Ξ0)B(Ξ0 → ΛK?π+) 和 B(B? → Λ??Ξ0)B(Ξ0 →?????? ?????? ?????? pK?K?π+)。結(jié)合單舉和遍舉的測量結(jié)果，首次給出了Ξ??0衰變絕對分支比:B(Ξ??0 →Ξ?π+) = (1.80 ± 0.50 ± 0.14)% , B(Ξ??0 → ΛK?π+) = (1.17 ± 0.37 ± 0.09)% 和 B(Ξ??0 → pK?K?π+) = (0.58 ± 0.23 ± 0.05)%。實(shí)驗(yàn)測量的結(jié)果將會被廣泛應(yīng)用 到和Ξ??0 衰變相關(guān)的測量中去。上述測量結(jié)果近期以“First Measurements of Absolute Branching Fractions of the Ξ??0 Baryon at Belle”為題在線發(fā)表在《物理評論快報》上【Phys. Rev. Lett. 122, 082001 (2019)】，物理學(xué)院技術(shù)物理系博士生李郁博為該論文的第一作 者、北京航空航天大學(xué)/復(fù)旦大學(xué)沈成平教授為通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、國家留學(xué)基金委和中國科學(xué)院 的資助。