夏成峰 教授 博士 研究领域: 天然气化工,新材料,石油炼制,石油化工,精细化工,生物医药 研究方向: 有机化学 所在单位: 云南大学

基本信息

所在单位:
云南大学
单位类型:
高等院校
职称:
教授
最高学历:
博士
教育经历:
1992.09-1997.07 北京大学化学与分子工程学院,本科学生
1997.09-2002.07 中国科学院上海有机化学研究所,博士研究生
工作经历:
2002.08-2004.09 上海晟康有限公司,项目主管
2004.10-2009.07  美国俄亥俄州立大学化学与生物学系,博士后
2009.08-2015.11 中国科学院昆明植物研究所,研究员
2015.12至今 云南大学教育部自然资源药物化学重点实验室,教授
专家介绍:
天然产物是创新药物发展的重要源泉,而化学全合成则是功能研究的前站,提供天然产物和衍生物的物质基础和信息关联。为了开展高效特色的天然产物全合成研究,自2009年独立工作以来,申请人通过发展具有特色、高效和概念新颖的成键方法,快速构建天然产物的关键骨架结构,并结合天然产物的结构特征和生源合成途径,研究高效的天然产物合成策略,实现天然产物及其衍生物的高效、规模化和经济性制备,为天然产物的功能挖掘和药物研究提供基础。从化学反应角度,申请人主要是通过廉价金属氧化和可见光激发的方式产生电子转移反应,并利用由此形成的自由基中间体实现全新的成键方式,从而为天然产物的高效合成提供基础。主要包括以下四个方面的工作:

1、具有螺状四环结构的钩藤碱类生物碱是中药钩藤的主要活性成分。由于钩藤生物碱中含有哌啶片段,在结构上哌啶是吡啶的还原形式,因此带有不同取代基的吡啶分子是制备含哌啶片段天然产物的理想原料。申请人通过氧化吲哚在碱性条件下去质子后的烯醇负离子具有富电子,而吡啶盐本身缺电子的特点,在两个片段之间发生电子转移反应,生成双自由基体并偶联,最后在氧气条件下重新芳构化成吡啶盐,一步构建钩藤碱类生物碱的螺状四环骨架的方法。该偶联反应底物适用范围广,可以根据天然产物的结构预选引入各种官能团,而且反应非常容易放大,为后续该方法学在规模化制备钩藤碱类生物碱及其衍生物提供了应用前景。完成了corynoxine、corynoxine B、rhynchophylline、isorhynchophylline、mitraphylline和isomitraphylline等生物碱的全合成。

2、吡咯吲哚类生物碱是一类广泛存在于植物、微生物中的次生代谢产物,此类生物碱结构类型多样、生物活性广泛,是理想的药物先导化合物,也可作为发现和阐释新颖生物过程的工具分子。通过研究申请人发现二价铜可以在吲哚1-位的氮原子上氧化产生一个自由基。如果反应体系中有自由基淬灭剂,如氧气或TEMPO,则自由基被捕获,同时侧链上的胺基对亚胺进行加成环化,生成3-氧代吡咯吲哚结构。如果反应体系中没有自由基淬灭剂,则两分子的吲哚自由基发生二聚反应,得到二聚吡咯吲哚生物碱骨架。另外,在天然产物中存在endo/exo两种不同立体结构的吡咯吲哚类化合物,申请人发现通过简单地更换侧链保护基即可以实现立体化学控制的方法,选择性地生成endo或exo两种不同的立体结构。采用吲哚电子转移环化方法,完成了(+)-WIN 64821、()ditryptophenaline、(+)-chimonanthine、(+)-folicanthine、()-calycanthine和protubonine A等天然产物的高效手性合成。

3、申请人首先发现氧化吲哚和卤代芳烃在碱性条件下会发生堆积效应,两个本身无吸光能力的分子堆积后它们的吸收波长发生显著的红移至可见光区,形成具有颜色的电子给体-受体复合物,进而能吸收可见光并被激发。氧化吲哚与惰性的卤代芳烃在复合物内发生电子转移,形成的芳基自由基再经链式自由基加成生成3-芳基氧化吲哚。鉴于苯酚负离子与氧化吲哚负离子在结构和电性上都具有相似性,申请人进一步对可见光引发的苯酚负离子与芳基卤化物的电子转移反应进行研究,发现烯基苯酚被去质子后本身就显示黄色,而且不需要与芳基卤化物发生堆积效应。当用蓝光进行照射时,烯基苯酚负离子吸收光子后被激发,直接将芳基卤化物还原生成芳基自由基,再与另外一分子的烯基苯酚负离子发生自由基加成反应,高立体选择性和区域选择性地得到类Heck偶联产物。受烯酚化合物能直接吸收可见光的特性启发,申请人研究发现当酚的邻对位被三取代后,在碱性条件下能显著地吸收可见光并被激发。进一步的研究发现激发后的酚负离子具有极强的还原性,还原电势达到-3.16ev,比常见的锂、钠等金属的还原性还强,因此可以应用于芳基、烯烃等多种有机官能团的转化,从而实现发展新化学反应的目的。研究团队首先将该新型光催化剂用于烯烃的芳基羟基化反应研究,并实现了无金属催化的烯烃芳羟化反应。

4、申请人发现棕红色的氮氧试剂也能在被可见光照射后发生电子跃迁。根据该特性,成功地通过可见光照射氮氧自由基将吲哚转化成吲哚自由基,并且在手性磷酸的催化下,实现非对映选择性的环化反应,生成吡咯吲哚结构,并成功应用于生物碱verrupyrroloindoline的手性全合成。同时申请人也将可见光反应应用于一些复杂的天然产物如蕊木属生物碱flavisiamine F全合成中。单萜吲哚生物碱普遍具有复杂和刚性的多环结构,尤其是在分子中3位大位阻的全碳手性季碳,是有机合成化学中的难点,限制了单萜吲哚生物碱的化学合成策略,同时也制约了对其进行各种后续的结构改造和构效关系研究相关的药物开发。申请人率先采用可见光反应为关键步骤,通过特异性生成高活性自由基,实现分子中大位阻手性季碳键的形成,不仅首次完成了flavisiamine F的不对称全合成,也为其它单萜吲哚生物碱的合成提供了一种新的合成策略。

申请人上述研究成果在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.等学术期刊上发表后,得到国际同行的高度评价,部分研究成果以第一完成人获得2020年云南省自然科学二等奖。

科研能力

研究领域:
天然气化工,新材料,石油炼制,石油化工,精细化工,生物医药
研究方向:
有机化学
英文标签:
Natural Killer T Cells;Enzymatic Glycoside Synthesis;Chemical Remodeling;Sugar Nucleotide Biosynthesis;Fucose;Metabolic Engineering;Cd1 Restriction;Lipid Transfer Proteins;CD1D;Nkt Cells
论文著作:
1. Peroxisome-derived Lipids Are Self Antigens That Stimulate Invariant Natural Killer T Cells in the Thymus
Federica Facciotti; Gundimeda S Ramanjaneyulu; Marco Lepore; Sebastiano Sansano; Marco Cavallari; Magdalena Kistowska; Sonja Forss-Petter; Guanghui Ni; Alessia Colone; Amit Singhal; Johannes Berger; Chengfeng Xia; Lucia Mori; Gennaro De Libero
Nature Immunology, 2012

2. First Total Synthesis of Martinellic Acid, A Naturally Occurring Bradykinin Receptor Antagonist
DW Ma; CF Xia; JQ Jiang; JH Zhang
ORGANIC LETTERS, 2001

3. Remodeling Bacterial Polysaccharides by Metabolic Pathway Engineering.
Wen Yi; Xianwei Liu; Yanhong Li; Jianjun Li; Chengfeng Xia; Guangyan Zhou; Wenpeng Zhang; Wei Zhao; Xi Chen; Peng George Wang
Proceedings of the National Academy of Sciences, 2009

4. A Novel Self-Lipid Antigen Targets Human T Cells Against CD1c+ Leukemias
Marco Lepore; Claudia de Lalla; S. Ramanjaneyulu Gundimeda; Heiko Gsellinger; Michela Consonni; Claudio Garavaglia; Sebastiano Sansano; Francesco Piccolo; Andrea Scelfo; Daniel Haeussinger; Daniela Montagna; Franco Locatelli; Chiara Bonini; Attilio Bondanza; Alessandra Forcina
JOURNAL OF EXPERIMENTAL MEDICINE, 2014

5. Acortatarins A and B, Two Novel Antioxidative Spiroalkaloids with a Naturally Unusual Morpholine Motif from Acorus Tatarinowii.
Xiao-Gang Tong; Li-Li Zhou; Yue-Hu Wang; Chengfeng Xia; Ye Wang; Min Liang; Fan-Fan Hou; Yong-Xian Cheng
Organic Letters, 2010

6. Synthesis and Biological Evaluation of Α-Galactosylceramide (KRN7000) and Isoglobotrihexosylceramide (Igb3)
CF Xia; QJ Yao; J Schumann; E Rossy; WL Chen; LZ Zhu; WP Zhang; G De Libero; PG Wang
BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY LETTERS, 2006

7. Nanoparticle Formulated Alpha-Galactosylceramide Activates NKT Cells Without Inducing Anergy
Prakash Thapa; Guodong Zhang; Chengfeng Xia; Alexander Gelbard; Willem W. Overwijk; Chengwen Liu; Patrick Hwu; David Z. Chang; Amy Courtney; Jagannadha K. Sastry; Peng G. Wang; Chun Li; Dapeng Zhou
Vaccine, 2009

8. A Chemoenzymatic Route to N-acetylglucosamine-1-phosphate Analogues: Substrate Specificity Investigations of N-acetylhexosamine 1-Kinase
Li Cai; Wanyi Guan; Motomitsu Kitaoka; Jie Shen; Chengfeng Xia; Wenlan Chen; Peng George Wang
CHEMICAL COMMUNICATIONS, 2009

9. Key Components and Design Strategy for a Proton Exchange Membrane Water Electrolyzer
Yuhao Chen; Chaofan Liu; Jingcheng Xu; Chengfeng Xia; Ping Wang; Bao Yu Xia; Ya Yan; Xianying Wang
SMALL STRUCTURES, 2023

10. Fine Tuning by Human CD1e of Lipid-Specific Immune Responses
Federica Facciotti; Marco Cavallari; Catherine Angenieux; Luis F. Garcia-Alles; Francois Signorino-Gelo; Lena Angman; Martine Gilleron; Jacques Prandi; Germain Puzo; Luigi Panza; Chengfeng Xia; Peng George Wang; Paolo Dellabona; Giulia Casorati; Steven A. Porcelli
Proceedings of the National Academy of Sciences, 2011
发明专利:
1. 一种苯环中C(sp 2 )-H键氘代的方法
云南大学
夏成峰; 梁康江; 陶轶; 金翠花
公开日期: 2025-05-30 申请日期: 2024-06-28 公开号: CN120058450A

2. 一种吲哚咔唑类化合物的制备方法
云南大学
仝晓刚; 夏成峰; 任琳琳; 唐嘉英
公开日期: 2022-04-26 申请日期: 2022-01-24 公开号: CN114394971A

3. 一种光引发的合成3-芳基黄酮或香豆素类化合物的方法及应用
云南大学
夏成峰; 纪旭; 梁康江
公开日期: 2020-04-21 申请日期: 2019-12-31 公开号: CN111039910A

4. 可见光引发的不对称合成3-氮氧基吡咯[2,3-b]吲哚类化合物的方法
云南大学
夏成峰; 梁康江
公开日期: 2018-12-14 申请日期: 2018-07-31 公开号: CN108997352A

5. Vibsane型二萜衍生物及其药物组合物和应用
KUNMING INST BOTANY CN ACAD
ZHAO QINSHI; XIA CHENGFENG; HE JUN; SHAO LIDONG
公开日期: 2016-05-11 申请日期: 2014-02-26 公开号: CN103772176B

6. N-羟基邻苯二甲酰亚胺类化合物在制备抗肿瘤药物中的应用
中国科学院昆明植物研究所
周宏宇; 李艳; 夏成峰; 孔令梅; 周安坤; 王敏
公开日期: 2016-03-30 申请日期: 2015-12-04 公开号: CN105434432A

7. Vibsanin B衍生物及其药物组合物和其在制药中的应用
KUNMING INST BOTANY CN ACAD
ZHAO QINSHI; CHEN ZHU; CHEN SAIJUAN; XIA CHENGFENG; SHAO LIDONG; YE BAIXIN
公开日期: 2016-01-13 申请日期: 2015-05-18 公开号: CN105237415A

8. α-半乳糖神经酰胺新异构体及其用途
浙江大学
崔艳丽; 程照东; 夏成峰; 毛建卫
公开日期: 2015-04-08 申请日期: 2014-11-24 公开号: CN104497065A

9. α-半乳糖神经酰胺新异构体及其用途
浙江大学
崔艳丽; 程照东; 夏成峰; 毛建卫
公开日期: 2015-04-08 申请日期: 2014-11-24 公开号: CN104497065A

10. 一种合成3-氧代吡咯[2,3-b]吲哚类化合物的方法
中国科学院昆明植物研究所
夏成峰; 邓旭; 梁康江
公开日期: 2014-08-13 申请日期: 2014-06-10 公开号: CN103980282A

11. 一种制备α-熊果苷的方法
中国科学院昆明植物研究所
夏成峰; 周安坤
公开日期: 2014-07-16 申请日期: 2014-01-17 公开号: CN103923133A

12. 一种制备α-熊果苷的方法
中国科学院昆明植物研究所
夏成峰; 周安坤
公开日期: 2014-07-16 申请日期: 2014-01-17 公开号: CN103923133A

13. 一种丹参酮IIA磺酸钠的制备方法
中国科学院昆明植物研究所
李大山; 夏成峰
公开日期: 2014-04-23 申请日期: 2013-12-10 公开号: CN103739662A

14. 达玛烷三萜衍生物及其药物组合物和其在制药中的应用
中国科学院昆明植物研究所
赵勤实; 夏成峰; 冷颖; 邵立东
公开日期: 2014-04-09 申请日期: 2012-10-09 公开号: CN103709223A

15. 达玛烷三萜衍生物及其药物组合物和其在制药中的应用
中国科学院昆明植物研究所
赵勤实; 夏成峰; 冷颖; 邵立东
公开日期: 2014-04-09 申请日期: 2012-10-09 公开号: CN103709223A

16. 一种制备高纯度丹参酮iia磺酸钠的方法
KUNMING INST BOTANY CN ACAD
XIA CHENGFENG; LI DASHAN; WANG LIANFU
公开日期: 2014-01-08 申请日期: 2013-10-21 公开号: CN103497230A

17. 一种合成吡咯[2,3-b]吲哚类化合物的方法
中国科学院昆明植物研究所
夏成峰; 涂丹丹
公开日期: 2012-11-28 申请日期: 2012-09-05 公开号: CN102796107A

18. 水甘草碱(tabersonine)衍生物及其药物组合物和制备方法与用途
中国科学院昆明植物研究所
罗晓东; 蔡祥海; 刘亚平; 李艳; 夏成峰; 石洪凯
公开日期: 2012-07-11 申请日期: 2012-01-09 公开号: CN102558178A

19. 水甘草碱(tabersonine)衍生物及其药物组合物和制备方法与用途
中国科学院昆明植物研究所
罗晓东; 蔡祥海; 刘亚平; 李艳; 夏成峰; 石洪凯
公开日期: 2012-07-11 申请日期: 2012-01-09 公开号: CN102558178A
科研项目:
1. 第五届“天然产物全合成 ─ 青年学术研讨会”
立项时间: 2016-2016 项目经费:30000

2. 抗肿瘤吲哚生物碱melotenine A的合成和构效关系研究
立项时间: 2013-2016 项目经费:800000

3. 蕊木碱类吲哚生物碱的集群合成
立项时间: 2016-2019 项目经费:670000

4. 蕨类植物中抗HIV克罗烷二萜的合成
立项时间: 2011-2013 项目经费:360000

5. 基于不对称可见光环化反应的C-17羟基酯类吲哚生物碱合成
立项时间: 2022

6. Akuammiline生物碱的全合成研究
立项时间: 2019-2022

项目合作

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