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天然產物合成揭示出新的生源合成途徑
探索天然產物生源合成途徑對于天然產物合成以及化學生物學研究具有重要意義。例如生源合成途徑中的“環化/后期氧化”（cyclization/late-stage P450-mediated oxidation）策略被運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，通過萜類環化酶（terpenoid cyclase）催化的多步碳正離子環化和重排反應可產生各種二萜類天然產物，例如抗癌藥物紫杉醇 （Taxol）、巨大戟醇（ingenol）和抗生素截短側耳素 (pleuromutilin)。因此，人們對二萜類天然產物的生物合成和仿生合成進行了廣泛的研究。 香茶菜屬（Isodon）二萜是一類結構復雜的多環活性天然產物，迄今為止已分離鑒定出1000多種該家族天然產物。與諸多其他二萜天然產物一樣，其生源合成是從GGPP出發，通過一些列酶促環化反應得到共同的生源前體隨后通過碳正離子重排得到已知的香茶菜屬（Isodon）二萜結構，包括ent-kaurane型，jumgermannenone型和ent-beyerene型。生源推測不同類型香茶菜屬二萜的骨架之間的轉化也是通過碳正離子重排實現的。例如最初的生源途徑認為，jungermannenone 型是從ent-kaurane 型通過兩種可能的碳正離子重排而來。
北京大學
2021-04-11
低溫高壓天然氣水合物模擬合成與分解設備
針對海底天然氣水合物的實際生成條件，在國內首次設計和制造了具有自主知識產權的低溫高壓天然氣水合物模擬合成與分解設備。該成套設備由高壓可視化釜體、制冷及浴槽溫控系統、磁力攪拌系統、參數控制臺及計算機數據采集系統、模擬天然氣配氣系統、天然氣高壓增壓系統共 6個子系統組成。應用結果表明，該設備安全可靠， 能成功地應用于天然氣水合物模擬合成、分解和有關測試分析，其部分結構和功能有所創新，達到國外相關部分類似產品的水平。測試內容：① 新型壓力設備開發② 松軟地基上壓力管道沉降與熱變形安全評估③ 材料微結構分析與動態力學性能測試④ 材料表面鍍層粘著力與耐磨強度的劃痕測試
南京工業大學
2021-04-13
天然植物提取物
包含金銀花、菊花、羅漢果等提取物（粉）或濃縮汁，用于植物類飲料、 固體飲料、風味食品配料、香料配料等。
河源市吉龍翔生物科技有限公司
2021-11-02
復雜籠狀天然產物全合成
在徐晶課題組的系列研究中，團隊均以含季碳雙環二酮前體為出發點，利用快速骨架構建和高選擇性化學反應為核心策略，高效地完成了多個相當具有挑戰性的復雜虎皮楠生物堿的全合成。在虎皮楠生物堿Dapholdhamine B的全合成研究當中，徐晶課題組意外發現了一個1,5-氫遷移反應，并由此設計了Caldaphnidine O的一個高效自由基
南方科技大學
2021-04-14
天然藥物全合成研究取得重要進展
秋水仙堿（Colchicine）是國際上第一個報道具有阻止微管蛋白轉換，進而導致細胞死亡的天然產物。秋水仙堿具有許多優秀的生物活性，例如，是治療急性痛風的特效處方藥，也是美國FDA批準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大：如何立體選擇性、區域選擇性、以及高對映選擇性的構建6-7-7三環體系，具有很大的合成挑戰性。自分離后，它吸引了眾多世界合成化學家的研究興趣，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Woodward教授（諾貝爾獲得者），23步，未知產率；Scripps研究所Eschenmoser 教授（世界著名化學家），22步，總產率為0.00006%。為此，開發一條高效簡潔的秋水仙堿合成方案，并通過結構修飾合成其類似物，尋找高效低毒的、具有自主知識產權的藥物先導化合物，將具有非常重要的學術與社會意義
南方科技大學
2021-04-13
天然植物油合成木蠟油項目
木蠟油能滲透進木材內部，對木材進行滋潤保養，起到防水防污的保護作用。它的蠟能與木材纖維緊密結合，增強木材表面硬度和耐磨耐擦能力。
一、項目分類
顯著效益成果轉化
二、成果簡介
木蠟油與市場上基于石化類合成樹脂所生產的油漆完全不同。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、小酌樹蠟）等組成，包括調色所用的顏料也達到了食品級。它的油能滲透進木材內部，對木材進行滋潤保養，起到防水防污的保護作用。它的蠟能與木材纖維緊密結合，增強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紋理，獲得最為出色的養護和裝飾效果。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物質，對人和動、植物的健康生長完全無毒、無害，其環保性遠遠超過了水性漆
本產品與德國OSMO木蠟油產品性能方面已基本一致，且原材料獲取更容易，已具備工業化放大條件。
南開大學
2022-08-11
天然二倍半萜類化合物Astellatol的首次全合成
成功設計并完成了該分子的首次全合成工作。該工作的關鍵步驟包括一個分子內的Pauson-Khand反應、一個二碘化釤介導的還原1,6-自由基加成反應和一個創新的大位阻反式六氫茚滿構建策略。 該路線首先從已知手性合成子6（從長葉薄荷酮 (+)-pulegone兩步轉化得到）出發，經由烷基化、聯烯鋰進攻、RCM關環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并環化合物5，再經過幾步簡單的轉化就順利地構建出了前體4。 受楊震教授、龔建賢教授和藍宇教授2015年發表的Retigeranic Acid重要研究工作啟發（Chem. Eur. J. 2015, 21, 12596），化合物4的Pauson-Khand反應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的內酯開環卻比像想象中要困難，反復嘗試后發現DBU/HMPA體系可以實現所需的消除反應，酯化后即得化合物17，經還原氧化后便可以得到構建四元環的前體3。基于該小組之前應用SmI2 介導的還原1,4-自由基加成構建四元環工作的研究基礎（Chem. Eur. J. 2016, 22, 12634），他們利用化合物3嘗試了SmI2 介導的還原1,6-自由基加成，成功構建了關鍵四元環結構。 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行，這使得最后階段構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上穩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以及該羥基可能處于假平伏鍵位置，單羥基誘導的均相氫化仍然不順利。于是團隊研究人員轉變思路，在C-6位增加了一個額外的羥基，再經還原得到順式二醇。該底物非常順利地在Crabtree催化劑作用下氫化得到了關鍵的反式六氫茚滿化合物24。此創新性的策略應當同樣適用于其他類似骨架的大位阻反式六氫茚滿構建。最后，再將化合物24進行幾步簡單的轉化，Astellatol的首次并且是對映專一的全合成工作終于得以完成！
南方科技大學
2021-04-13
天然活性成分的生物合成及高效分離
癌癥、冠心病、糖尿病等疾病嚴重威脅人類健康。世界衛生組織的2008最致命疾病分析報告，到2010年，癌癥將取代心臟病成為最大殺手。到2030年，每年的癌癥新發病患者將達到2700萬，死亡達1700萬。與激素代謝相關的癌癥乳腺癌、前列腺癌發病率逐年增加。世界衛生組織1990年公布的資料：美國總死亡人數中，有24.7%死于冠心病。1995年，全球1.35億糖尿病患者；而到2025年，這個數字將會達到3億；中國目前有4000萬。 而日常生活中，某些常見食品中有效成分疾病的預防及治療有顯著的作用。例如：西洋蕪荽、甘草和甘橘類水果中所含的香豆素是天然的“血液稀薄劑”，可預防血栓；十字花科蔬菜：吲哚(萊菔硫烷)可阻礙雌激素引發腫瘤生長的效用，預防乳腺癌；櫻桃、葡萄及草莓內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腫瘤生長的類固醇化合物失去作用；蘋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防糖尿病；黃豆類食物中所含有的大豆異黃酮，能夠阻止腫瘤附近長出新的微血管。2010年美國保健品及健康食品市場總銷售額達800億美元。其中，植物來源的天然保健品約占80％的市場份額。我國植物提取物行業年出口近百億元，健康產業產品可達萬億元（中糧數據）。 針對天然活性成分原料含量低，產品質量要求高的問題，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。
北京化工大學
2021-02-01
全合成天然產物Cerorubenic acid-III
課題組利用首次發現的Type II [5+2]環加成反應作為關鍵反應，完成了合成難度非常大的、活性二倍半萜類天然產物Cerorubenic acid-III，這是國際上的首次全合成。 開發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，利用課題組先前首次發現的Type II [5+2]環加成反應高效簡潔的合成含有高張力橋頭雙鍵（anti-Bredt烯烴）的[4.4.1]橋環體系；利用鈉萘實現了8-氧雜雙環[3.2.1]辛烯的化學選擇性還原；通過跨環環化策略構建了乙烯基環丙烷部分，并保持所需的立體化學；總共19步完成了該分子的首次全合成。該研究工作近期發表于J. Am. Chem. Soc. 2019, ASAP。以上研究所應用的合成方法還可以擴展到其他Cerorubenic酸及其類似物的不對稱合成，為進一步的生物學研究打下了堅實的基礎，也為后繼開展擁有自主知識產權的創新藥物的進一步藥物化學研究奠定了基礎。
南方科技大學
2021-04-13
天然氣水合物實驗系統
天然氣水合物實驗系統，用于天然氣水合物的生成過程檢測，可以為天然氣水合物生成的條件參數研究提供可靠的實驗數據。測量參數包含溫度、壓力，光通量，操作方便，性能可靠應用實例：“天然氣水合物實驗系統”已用于青島海洋地質研究所和江蘇工學院。
南京工業大學
2021-04-13