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探索天然產(chǎn)物生源合成途徑對(duì)于天然產(chǎn)物合成以及化學(xué)生物學(xué)研究具有重要意義。例如生源合成途徑中的“環(huán)化/后期氧化”（cyclization/late-stage P450-mediated oxidation）策略被運(yùn)用于一系列具有抗癌活性二萜的全合成中。生源合成上，從共同的生源前體香葉基香葉基焦磷酸（GGPP）出發(fā)，通過(guò)萜類(lèi)環(huán)化酶（terpenoid cyclase）催化的多步碳正離子環(huán)化和重排反應(yīng)可產(chǎn)生各種二萜類(lèi)天然產(chǎn)物，例如抗癌藥物紫杉醇 （Taxol）、巨大戟醇（ingenol）和抗生素截短側(cè)耳素 (pleuromutilin)。因此，人們對(duì)二萜類(lèi)天然產(chǎn)物的生物合成和仿生合成進(jìn)行了廣泛的研究。 香茶菜屬（Isodon）二萜是一類(lèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多環(huán)活性天然產(chǎn)物，迄今為止已分離鑒定出1000多種該家族天然產(chǎn)物。與諸多其他二萜天然產(chǎn)物一樣，其生源合成是從GGPP出發(fā)，通過(guò)一些列酶促環(huán)化反應(yīng)得到共同的生源前體隨后通過(guò)碳正離子重排得到已知的香茶菜屬（Isodon）二萜結(jié)構(gòu)，包括ent-kaurane型，jumgermannenone型和ent-beyerene型。生源推測(cè)不同類(lèi)型香茶菜屬二萜的骨架之間的轉(zhuǎn)化也是通過(guò)碳正離子重排實(shí)現(xiàn)的。例如最初的生源途徑認(rèn)為，jungermannenone 型是從ent-kaurane 型通過(guò)兩種可能的碳正離子重排而來(lái)。

針對(duì)海底天然氣水合物的實(shí)際生成條件，在國(guó)內(nèi)首次設(shè)計(jì)和制造了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低溫高壓天然氣水合物模擬合成與分解設(shè)備。該成套設(shè)備由高壓可視化釜體、制冷及浴槽溫控系統(tǒng)、磁力攪拌系統(tǒng)、參數(shù)控制臺(tái)及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、模擬天然氣配氣系統(tǒng)、天然氣高壓增壓系統(tǒng)共 6個(gè)子系統(tǒng)組成。應(yīng)用結(jié)果表明，該設(shè)備安全可靠， 能成功地應(yīng)用于天然氣水合物模擬合成、分解和有關(guān)測(cè)試分析，其部分結(jié)構(gòu)和功能有所創(chuàng)新，達(dá)到國(guó)外相關(guān)部分類(lèi)似產(chǎn)品的水平。測(cè)試內(nèi)容：① 新型壓力設(shè)備開(kāi)發(fā)② 松軟地基上壓力管道沉降與熱變形安全評(píng)估③ 材料微結(jié)構(gòu)分析與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試④ 材料表面鍍層粘著力與耐磨強(qiáng)度的劃痕測(cè)試

包含金銀花、菊花、羅漢果等提取物（粉）或濃縮汁，用于植物類(lèi)飲料、 固體飲料、風(fēng)味食品配料、香料配料等。

在徐晶課題組的系列研究中，團(tuán)隊(duì)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(gè)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(gè)1,5-氫遷移反應(yīng)，并由此設(shè)計(jì)了Caldaphnidine O的一個(gè)高效自由基

秋水仙堿（Colchicine）是國(guó)際上第一個(gè)報(bào)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(guó)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(duì)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(duì)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(bào)道，但是合成路線繁瑣且效率很低，難以滿(mǎn)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(kāi)發(fā)一條高效簡(jiǎn)潔的秋水仙堿合成方案，并通過(guò)結(jié)構(gòu)修飾合成其類(lèi)似物，尋找高效低毒的、具有自主知識(shí)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(huì)意義

木蠟油能滲透進(jìn)木材內(nèi)部，對(duì)木材進(jìn)行滋潤(rùn)保養(yǎng)，起到防水防污的保護(hù)作用。它的蠟?zāi)芘c木材纖維緊密結(jié)合，增強(qiáng)木材表面硬度和耐磨耐擦能力。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡(jiǎn)介 木蠟油與市場(chǎng)上基于石化類(lèi)合成樹(shù)脂所生產(chǎn)的油漆完全不同。木蠟油主要是由天然植物油（棕櫚蠟、向日葵油、大豆油、亞麻油、薊油等）和天然植物蠟（棕櫚蠟、蜂蠟、小酌樹(shù)蠟）等組成，包括調(diào)色所用的顏料也達(dá)到了食品級(jí)。它的油能滲透進(jìn)木材內(nèi)部，對(duì)木材進(jìn)行滋潤(rùn)保養(yǎng)，起到防水防污的保護(hù)作用。它的蠟?zāi)芘c木材纖維緊密結(jié)合，增強(qiáng)木材表面硬度和耐磨耐擦能力。這種黃金組合還可以有效凸顯木質(zhì)紋理，獲得最為出色的養(yǎng)護(hù)和裝飾效果。木蠟油從原料上杜絕了甲醛、苯、甲苯、二甲苯、重金屬離子等有害化學(xué)物質(zhì)，對(duì)人和動(dòng)、植物的健康生長(zhǎng)完全無(wú)毒、無(wú)害，其環(huán)保性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了水性漆 本產(chǎn)品與德國(guó)OSMO木蠟油產(chǎn)品性能方面已基本一致，且原材料獲取更容易，已具備工業(yè)化放大條件。

成功設(shè)計(jì)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(gè)分子內(nèi)的Pauson-Khand反應(yīng)、一個(gè)二碘化釤介導(dǎo)的還原1,6-自由基加成反應(yīng)和一個(gè)創(chuàng)新的大位阻反式六氫茚滿(mǎn)構(gòu)建策略。 該路線首先從已知手性合成子6（從長(zhǎng)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(gè)手性中心的5/7并環(huán)化合物5，再經(jīng)過(guò)幾步簡(jiǎn)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(kāi)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(gè)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(mǎn)的工作充滿(mǎn)了艱辛。同時(shí)，由于反式六氫茚滿(mǎn)在熱力學(xué)上穩(wěn)定性不如順式六氫茚滿(mǎn)，這使得自由基類(lèi)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(duì)研究人員轉(zhuǎn)變思路，在C-6位增加了一個(gè)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(mǎn)化合物24。此創(chuàng)新性的策略應(yīng)當(dāng)同樣適用于其他類(lèi)似骨架的大位阻反式六氫茚滿(mǎn)構(gòu)建。最后，再將化合物24進(jìn)行幾步簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)化，Astellatol的首次并且是對(duì)映專(zhuān)一的全合成工作終于得以完成！

癌癥、冠心病、糖尿病等疾病嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康。世界衛(wèi)生組織的2008最致命疾病分析報(bào)告，到2010年，癌癥將取代心臟病成為最大殺手。到2030年，每年的癌癥新發(fā)病患者將達(dá)到2700萬(wàn)，死亡達(dá)1700萬(wàn)。與激素代謝相關(guān)的癌癥乳腺癌、前列腺癌發(fā)病率逐年增加。世界衛(wèi)生組織1990年公布的資料：美國(guó)總死亡人數(shù)中，有24.7%死于冠心病。1995年，全球1.35億糖尿病患者；而到2025年，這個(gè)數(shù)字將會(huì)達(dá)到3億；中國(guó)目前有4000萬(wàn)。 而日常生活中，某些常見(jiàn)食品中有效成分疾病的預(yù)防及治療有顯著的作用。例如：西洋蕪荽、甘草和甘橘類(lèi)水果中所含的香豆素是天然的“血液稀薄劑”，可預(yù)防血栓；十字花科蔬菜：吲哚(萊菔硫烷)可阻礙雌激素引發(fā)腫瘤生長(zhǎng)的效用，預(yù)防乳腺癌；櫻桃、葡萄及草莓內(nèi)的鞣花酸可以使致癌物失去作用；五谷中的植酸可以使促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的類(lèi)固醇化合物失去作用；蘋(píng)果和葡萄柚中的可溶性纖維――果膠有助于降低于膽固醇并預(yù)防糖尿病；黃豆類(lèi)食物中所含有的大豆異黃酮，能夠阻止腫瘤附近長(zhǎng)出新的微血管。2010年美國(guó)保健品及健康食品市場(chǎng)總銷(xiāo)售額達(dá)800億美元。其中，植物來(lái)源的天然保健品約占80％的市場(chǎng)份額。我國(guó)植物提取物行業(yè)年出口近百億元，健康產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品可達(dá)萬(wàn)億元（中糧數(shù)據(jù)）。 針對(duì)天然活性成分原料含量低，產(chǎn)品質(zhì)量要求高的問(wèn)題，該課題組采取生物合成、高效分離、工程化研究的策略，高效提取或合成天然活性成分。

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(lèi)天然產(chǎn)物Cerorubenic acid-III，這是國(guó)際上的首次全合成。 開(kāi)發(fā)了一條高效簡(jiǎn)潔的合成新策略，由廉價(jià)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(jiǎn)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(guò)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(lèi)似物的不對(duì)稱(chēng)合成，為進(jìn)一步的生物學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為后繼開(kāi)展擁有自主知識(shí)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)。

天然氣水合物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于天然氣水合物的生成過(guò)程檢測(cè)，可以為天然氣水合物生成的條件參數(shù)研究提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。測(cè)量參數(shù)包含溫度、壓力，光通量，操作方便，性能可靠應(yīng)用實(shí)例：“天然氣水合物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”已用于青島海洋地質(zhì)研究所和江蘇工學(xué)院。