人才是第一资源，是第一生产力。

科技是经济增长的发动机，是提高综合国力的主要驱动力。

注重人才培养 + 注重科研成果转化，将会发生怎样的化学反应？

且看今天的主人公——浙江大学化学系史炳锋教授课题组，看看他们给我们带来的精彩内容。

导师速览

史炳锋教授

2001年，本科毕业于南开大学化学系；

2006年，毕业于中科院上海有机所，师从俞飚研究员，获理学博士学位；

2006-2007年，在美国加州大学圣迭戈分校进行博士后研究；

2007-2010年，在美国The Scripps Research Institute作博士后研究（合作导师：余金权教授）；

2010年5月，加入浙江大学化学系，现任浙江大学化学系有机与药物化学研究所所长。曾获国家自然科学基金优秀青年项目资助（2014），Thieme ChemistryJournal Award（2015），DistinguishedLectureship Award from Chemical Society of Japan (2015), 钱江人才（2013），Gordon ResearchConference主席奖(2008)，明治乳业生命科学奖(2006)，罗氏创新化学奖 (2006)等奖励。

 

团队介绍

该课题组是在史炳锋教授指导下的有机化学研究团队，建立于2010年，目前主要研究领域为过渡金属催化的合成方法学及其在天然产物全合成中的应用。建组以来，该课题组主持和参与科研项目十余项，包括973项目、国家优秀青年基金和面上项目等，在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat.Commun., Chem. Sci.等国际著名化学期刊上发表独立通讯作者论文五十余篇。

 

史炳锋课题组照片

（摄于2016年6月。前排右二为张琪博士。）

 

史炳锋课题组照片

（摄于2015年4月。前排中间为The ScrippsResearch Institute余金权教授，后排左五为鄢胜壹同学，右六为刘悦进同学，前排左二、左三依次为李博同学和张琪博士。）

 

史炳锋课题组照片

（摄于2014年5月。后排左三为陈凯同学，右三为刘悦进同学，前排左一为李博同学。）

 

课题组注重人才培养，建组以来吸引了许多优秀的本科生、硕士生和博士生加盟（博士生15名，硕士生8名），学术氛围浓厚。课题组招收的第一名本科生陈凯同学（第二届“阿达玛斯”学术论文卓越奖获得者）在组期间发表第一作者Angew. Chem. Int. Ed.一篇、Chem.Sci.一篇；Chem. Commun.一篇和Chem.Eur. J.一篇以及共同一作Chem. Commun.和Org.Chem. Front.各一篇，现在加州理工大学(California Institute of Techonology) 读博。课题组招收的第一名直博生张琪博士（第一届“阿达玛斯”学术论文卓越奖、第二届优秀奖和第三届创新奖获得者），2016年6月毕业后获德国洪堡基金会资助，将赴德国进行博士后研究。另外，课题组多名研究生先后多次获得各类奖学金，如国家奖学金、陶氏化学奖学金、新和成奖学金、旭化成株式会社人才培养奖学金和浙江省化学会创新奖等奖励。团队热切欢迎有志于有机合成的研究生和本科生加盟。

 

张琪博士照片

 

张琪博士曾获研究生国家奖学金（2014和2015）、浙江省化学会创新奖（2014和2015）、第一届“阿达玛斯”学术论文卓越奖（2014）、第二届“阿达玛斯”学术论文优秀奖（2015）、第三届“阿达玛斯”学术论文创新奖（2016）以及德国洪堡奖学金等奖励。

研究成果

 

该课题组围绕惰性化学键的选择性活化与高效转化及其在重要生物活性分子全合成和衍生化的合成应用展开系统的研究工作，发展新的合成方法和催化体系，以期解决惰性sp3碳氢键活化中反应活性（催化效率、反应温度和反应时间）、选择性（包括化学选择性、区域选择性和立体选择性）以及在复杂天然产物和药物合成应用等关键科学问题。

 

惰性sp3碳氢键，尤其是亚甲基sp3碳氢键的选择性断裂和高效转化，极具挑战性，本课题组在双齿导向策略的基础上，成功发展并商品化一类具有偕二甲基效应的新型导向基试剂PIP-NH2。该试剂已被国际最大的化学试剂公司Sigma-Aldrich商品化（http://www.sigmaaldrich.com/china-mainland/zh/technical-documents/articles/chemistry/professor-and-product-portal.html），并在其网站上以Shi GroupProfessor Product Portal的形式进行推广（http://www.sigmaaldrich.com/china-mainland/zh/technicaldocuments/articles/chemistry/professor-and-product-portal.html）；该试剂也被Wiley出版社的The Electronic-Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (e-EROS)收录（图一）。

 

图一. PIP试剂被Sigma-Aldrich商品化并被Wiley出版社的试剂百科全书(e-EROS)收录

(原文链接：

http://www.sigmaaldrich.com/china-mainland/zh/technical-documents/articles/chemistry/professor-and-product-portal.html；

http://www.sigmaaldrich.com/china-mainland/zh/technical-documents/articles/chemistry/professor-and-product-portal.html；

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/047084289X.rn01914/full）

 

利用该PIP试剂，张琪同学及其合作者成功的实现了以价廉易得的丙氨酸为原料，通过串联的化学选择性的甲基碳氢键活化-单芳基化反应和亚甲基碳氢键活化-氨基化反应，构建一系列手性的α-氨基-β-内酰胺。该方法底物范围广泛，而且手性得到很好地保持 (99% ee)，提供了一种有效合成手性β-内酰胺的方法（图二，该工作为第一届“阿达玛斯”学术论文卓越奖获奖成果）。

 

图二. PIP促进的串联sp3碳氢键活化用于β-内酰胺的手性合成

 

(原文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201306625/abstract)

 

β-氟代氨基酸在酶抑制剂、药物和探针中具有广泛的应用，同时，18F标记的氨基酸，作为一类重要的放射示踪剂而广泛应用于正电子发射成像，因此，其合成备受关注。张琪同学及其合作者再度利用课题组发展的PIP试剂，成功实现了氨基酸β位亚甲基碳氢键的立体选择性氟代。反应具有底物范围广泛、反应条件温和以及优秀的立体选择性等优点，从而提供了一种合成手性β-氟代氨基酸的高效方法（图三，该工作为第三届“阿达玛斯”学术论文创新奖获奖成果）。

 

图三. PIP促进的亚甲基sp3碳氢键氟代合成手性β-氟代氨基酸

 

(原文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b03989)

 

法国里昂大学的Baudoin课题组用我们发展的PIP为导向基，实现了乳酸的芳基化，并成功应用于海洋天然产物Aeruginosin的全合成，并评价“... the 2-pyridinylisopropyl (PIP)group introduced by Shi and co-workers (Scheme 3).[12]... turned outto be the best choice, both because it furnished the highest arylation yieldsand because it allowed preservation of the integrity of the sensitive lactatestereogenic center...”（图四）。

 

图四. PIP试剂被法国化学家Baudoin用于海洋天然产物Aeruginosin的全合成

 

(原文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201500066/abstract；

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/chem.201501370/abstract)

 

钯，铑，钌和铱等贵金属催化的碳氢键活化近年来备受关注，并且已经取得了令人瞩目的发展。但是由于其价格昂贵并且储量稀少，在一定程度上也限制了其应用。课题组的鄢胜壹、陈发杰、李博、刘悦进等同学成功实现了PIP试剂在廉价金属（如铜、钴、镍等）催化的惰性碳氢键活化的应用，构建碳碳键和碳杂原子键（图五，李博、刘悦进和鄢胜壹的部分成果为第二届“阿达玛斯”学术论文奖获奖成果）。

 

图五. PIP试剂在廉价金属催化的碳氢键活化上的应用

 

已有的亚甲基碳氢键烷基化反应，主要局限于不含β-氢的烷基化试剂，例如碘甲烷和α-氯代乙酸酯类。而对于含有β-氢的碘代烷烃，则几乎没有反应。为了解决这一问题，陈凯同学通过筛选合适的配体和添加剂，发现对氯苯磺酰胺和氰酸钠能够促进碘代烷烃对钯的氧化加成和还原消除，从而首次实现了含有β-氢的碘代烷烃作为烷基化试剂对亚甲基碳氢键的烷基化（图六，该工作为第二届“阿达玛斯”学术论文卓越奖获奖成果）。

 

图六. 钯催化亚甲基sp3碳氢键烷基化反应

 

 

(原文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201407848/abstract)

 

期望合作领域

1. 有机合成化学

2. 有机分析化学

3. 计算化学

4. 药学

5. 医学

如有深度交流或合作意向，敬请联系我们：marketing@titansci.com

 

第四届“阿达玛斯”学术论文奖开启

科学精英励志计划——“阿达玛斯”学术论文奖是上海泰坦科技股份有限公司为鼓励与激发科学工作者的积极性与创造性、加强科研优秀成果的推广与应用而举办的学术盛事，学术论文奖评选每年举办一次，当年8月-次年4月为论文申请期，次年6月为评奖期。