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    五项有机化学重点项目通过结题验收

    日期 2010-03-01   来源:化学科学部   作者:杜灿屏 杨振军 郭东升  【 】   【打印】   【关闭

    第3期

    (总第539期)

      在化学科学部统一部署下化学科学部二处于近日组织专家在北京召开了重点项目结题验收会。会议评审组由来自全国科研院所及高校的14位专家组成。项目负责人及课题负责人分别汇报了4年来项目执行情况和取得的成果。经专家组认真讨论评议,一致认为,所有项目均全面完成了预定的研究计划,并在如下几个领域取得了重要进展:

      以南开大学周其林教授为负责人、中国科学院化学研究所范青华研究员在内的项目组,在重点项目“用于高对映选择性有机反应的新型手性催化剂研究”(批准号:20532010)的资助下,4年来对新型手性配体和催化剂的设计合成进行了深入的探索,系统考察了影响手性催化剂活性、选择性和稳定性的控制因素,取得了突出的创新性成果。设计合成了一系列高选择性的手性配体和催化剂,其中螺环型手性配体具有广泛的适用性,已成为“优势手性配体”之一。发展了多个高选择性的不对称催化反应,包括不对称氢化反应、碳-碳键形成反应和碳-杂原子键形成反应等,其中在醛酮化合物动态动力学条件下的不对称氢化、不饱和羧酸化合物的氢化、喹啉类杂环化合物的氢化、芳香烯烃的不对称烯氢化、炔烃与醛的烷基化偶联反应、共轭双烯化合物与醛的还原偶联反应、格氏试剂的不对称开环反应、金属卡宾对杂原子—氢键的插入等反应中都取得了目前最高的催化效率和对映选择性。项目还发展了手性催化剂负载化、以及分离回收新方法。上述研究成果发表SCI论文59篇,其中包括Acc. Chem. Res. 1篇,J. Am. Chem. Soc. 11篇,Angew. Chem. Int. Ed. 8篇,这些论文已经被他人引用692次;编写著作5本(章);申请专利8项,获批准专利3项;在国内外学术会议上做大会报告和邀请报告36次;培养博士生22名,硕士生3名。

      以清华大学李艳梅教授为负责人、武汉大学章晓联教授在内的项目组,在国家基金重点项目“糖肽的合成及其免疫学功能研究”(批准号:20532020)的资助下,4年来以几个与肿瘤和丙型肝炎相关的糖基化蛋白质为研究对象,针对不同的糖基化方式进行了糖肽的合成以及糖基化对免疫功能的影响研究,取得以下重要进展:(1) 合成了ER-b蛋白、Tau蛋白功能域的糖基修饰片段,发现糖基化可改变功能域的构象与聚集等性质;合成了一些免疫相关的肺炎链球菌相关五糖、肿瘤相关Lewis y 抗原五糖片断、GPI锚定连接中的d-PIM8甘露七糖等寡糖,合成了HIV相关甘露三糖的单价与多价糖肽,探讨了糖基与肽链的偶联方式,并发现甘露三糖多价糖肽的糖簇效应有利于免疫活性的提高。(2) 以MUC1蛋白为对象,设计合成多种传统抗原(B细胞表位-载体蛋白)、两组分抗原(B细胞表位-T细胞表位、B细胞表位-TLR配体)和三组分抗原(B细胞表位-T细胞表位-TLR配体)。结果表明所制备的抗原具有很好的免疫源性,其中重复片段Thr位点的糖基化具有最强的免疫源性和特异性。(3) 发现肿瘤细胞表面过度复杂型N-糖链结构参与免疫逃逸,抑制CD4+细胞的活性,表明可以通过抑制过度复杂型N-糖链结构的合成,从而刺激CD4+T细胞的活性,而发展治疗肿瘤的新方法。(4) 证实丙型肝炎病毒(HCV)包膜糖蛋白E2/E1的N-糖苷遮盖抗原表位,使得病毒逃逸机体的免疫攻击;缺失病毒E2/E1的某些N-糖苷后,可使病毒的CTL等免疫原性提高。去除某些N-糖苷的包膜抗原E1或E2可作为增强免疫原性的新型HCV疫苗。首次发现HCV的包膜糖蛋白上的N-糖苷能与天然免疫分子补体凝集素L-ficolin识别并结合,活化补体途径; L-ficolin还能竞争性阻断HCV感染肝细胞。揭示HCV慢性炎症发生与补体凝集素相关,L-ficolin可发展为一种抗病毒天然免疫试剂;首次证实小分子糖肽细胞因子IL-24的N-糖基化对其抗感染功能是必需的。(5) 发现与HCV E2 N糖苷结合的小分子适配子(aptamer)可发展为一种丙型肝炎病毒的新型诊断试剂和抗病毒药物;合成的糖基化抑制剂可选择性抑制Th1和Th2细胞因子,具有抗病毒性疾病和治疗免疫相关疾病的潜在应用价值。上述研究成果在化学生物学及免疫学国际主流杂志J. Immunol., Vaccine, Chem. Biol.等发表研究论文30篇;主编著作3本;申请专利12项,授权专利1项;在国内外学术会议上作邀请报告和学术交流14次;培养博士生7名,硕士生11名,1位博士后出站。

      以中国科学院化学研究所王梅祥研究员为负责人、陈传峰研究员在内的项目组,在重点项目“新型大环主体分子体系的超分子化学研究”(批准号:20532030)的资助下,紧紧围绕构筑新型杂原子桥连杯(杂)芳烃和基于三蝶烯单元的大环超分子体系,取得了一系列的创新成果:(1) 建立和完善了“片段偶联法”,高效合成了多种氮原子和氧原子桥连杯[n](杂)芳烃新型大环化合物。通过利用含官能团的芳环原料进行片段偶联,对大环分子中的芳环和桥连位置的化学衍生化反应,进而合成了一系列功能化的杂原子桥连杯(杂)芳烃化合物。尤其利用核磁和X-射线单晶衍射等方法揭示了桥连杂原子、桥连取代基等对杂原子桥连杯芳烃分子构象的影响规律,实现了对新型杂原子环状空腔大小的调控。充分利用杂原子桥连杯(杂)芳烃的构象和空腔特性,实现了不同杂原子桥连杯芳烃对不同的金属离子、卤阴离子、中性分子以及富勒烯的选择性识别;(2) 利用三蝶烯独特刚性的三维结构,设计合成了基于三蝶烯的新型冠醚、杂杯芳烃、类杯芳烃、四内酰胺以及分子笼等几类大环主体分子,揭示了它们的结构与构象特征,并构筑了具有特殊结构的组装体,包括(准)轮烷、假[4]索烃、三元结构以及串联式结构等不同类型的分子组装体,发展了一系列具有结构与功能特色的三蝶烯超分子化学新体系,实现了酸碱、离子调控的不同类型组装体之间的转化过程,揭示了含三蝶烯化合物结构与功能之间的关系。该项目实施期内,在Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Eur. J., Org. Lett., Chem. Commun., J. Org. Chem.等SCI期刊上发表论文43篇;申请国内发明专利1项;在国内外学术会议上做邀请报告19次;1名项目组成员2006年获国家杰出青年基金资助;培养博士9人。

      以中国科学院上海有机化学研究所陈庆云研究员为负责人,朱仕正、赵刚和吴永明研究员在内的项目组,在重点项目“有机氟化学中若干前沿领域研究”(批准号:20532040)的资助下,4年来针对有机氟化学前沿领域若干问题进行了深入系统地研究,获得了重要进展。通过调控氟烷基自由基的反应活性、活化碳-氯键或碳-氟键,实现了选择性合成含氟烷基的卟啉化合物,并对它们的催化氧化反应,液晶性能和分子自组装进行了研究;利用三氟甲基化反应,通过金属钯催化交叉-偶联反应以及化学还原方法,成功地合成了半世纪前Woodward提出的20p电子非芳香性卟啉化合物,并测定了其单晶结构;通过研究含氟化合物的晶体结构,发现了碘-氧、溴-氮、氧-氯、溴-氧之间的弱相互作用;发现了二氟卡宾、含氟叠氮、含氟重氮等一些独特的化学反应性;利用廉价的含氟砌块高选择性地进行化学转化,实现了如二氟亚甲基尼古丁等含氟杂环化合物的合成;基于氨基酸设计、合成了系列新的有机催化剂,高立体选择性和区域选择性合成含氟的手性化合物。上述研究成果在J. Am. Chem. Soc., Chem. Eur. J., Org. Lett., Chem. Commun., J. Org. Chem., Adv. Synth. Catal.等SCI期刊上发表论文126篇;获得中国专利授权13项;在国际学术会议上做邀请报告18次;获得2007年上海市自然科学二等奖1项;培养博士31人。

      以中国科学院上海有机化学研究所侯雪龙研究员为负责人,大连化学物理研究所周永贵、上海有机化学研究所王正研究员在内的项目组,在重点项目“有机化学反应中的选择性控制”(批准号:20532050)的资助下,四年来围绕影响有机反应选择性的若干重要因素及其规律开展研究,在反应选择性控制的理论和实践方面均取得了重要进展。利用催化剂与底物之间氢键、配体的电子效应变化以及配体苄位取代基的不同等因素在1,3-偶极环加成、Mannich反应、Heck反应中实现了反应的非对映选择性以及对映选择性的调控;在烯醇羧酸酯和b-芳基依康酸酯的不对称催化氢化和Baeyer-Villiger 氧化反应中实现了高对映选择性控制;利用底物活性调节和改变催化剂中心金属原子在芳香化合物和亚胺的不对称催化氢化中实现了高对映选择性控制;通过配体、底物的改变实现了钯催化下酰胺、开链酮等“硬”亲核试剂的烯丙基取代、环丙烷化反应及动力学拆分,并实现了这些反应的高区域选择性、非对映选择性以及对映选择性控制。机理研究对氢键、配体电子效应、配体苄位取代基与选择性的关系、作用方式和途径提出了合理解释。该项目实施期内,发表SCI论文55篇,其中包括 Acc. Chem. Res. 1篇,J. Am. Chem. Soc. 9篇,Angew. Chem. Int. Ed. 8篇;论文被他人引用461次;申请专利9项,授权专利1项;在国内外学术会议上做大会报告和邀请报告19次;培养博士生11名,硕士生2名,其中一人获得中科院院长奖学金优秀奖。项目组另有一成员获“上海市领军人才”称号。

      专家组一致认为这些研究成果在各自领域,如有机合成方法学、有机氟化学、有机超分子化学和糖肽化学等,已走在世界的前沿,产生了重要的国际影响力。5项重点项目均顺利通过结题验收,综合评价均为优秀。

    (化学科学部 杜灿屏 杨振军 郭东升)




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