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【直播】3月27日 | 有机化学研讨会:仿生与天然产物合成

来源:化学加视频号      2024-03-14
导读:本期Thieme有机化学研讨会由清华大学药学院唐叶峰教授主持,新西兰奥克兰理工大学Jack Chen教授、南开大学化学学院邓军教授和宁波诺丁汉大学唐本灿副教授将讨论他们在这一领域的最新成果。

Thieme WebCheminar #24


仿生与天然产物合成

Biomimetic and Natural Product Synthesis

从大自然中获得启发、向大自然学习,经常是解决问题的好方法。天然产物合成总是充满挑战,模仿大自然的方式来克服困难是明智之举。仿生合成因其简化复杂天然目标合成过程的卓越特性而备受认可。

本期Thieme有机化学研讨会由清华大学药学院唐叶峰教授主持,新西兰奥克兰理工大学Jack Chen教授、南开大学化学学院邓军教授和宁波诺丁汉大学唐本灿副教授将讨论他们在这一领域的最新成果。



# 主持人

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唐叶峰  

研究员, 博士生导师

清华大学药学院


1999年本科毕业于兰州大学化学系,其后在中国医学科学院药物研究所获得药物化学硕士学位。2003-2006年,在北京大学化学化工学院师从杨震教授获得有机化学博士学位,随后赴美国The Scripps Research Institute师从K. C. Nicolaou 教授从事博士后研究(2006-2009年)。2010年5月起在清华大学开展独立研究。课题组研究主要研究方向包括合成化学、药物化学和化学生物学,简而言之即以具有新颖化学结构和重要生物活性的天然产物和杂环分子作为研究对象,通过发展新策略、新反应和新技术,实现目标分子快速高效和多样性合成;在此基础上,围绕上述活性分子开展药物化学和化学生物学研究,以期发现具有应用转化前景的药物或生物工具分子。

# Speaker 1

两亲化合物自组装的仿生催化剂系统

Biomimetic Catalyst Systems from the Self-assembly of Amphiphiles

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Jack Chen

博士

新西兰奥克兰理工大学


Jack Chen于2010年获得奥克兰大学化学博士学位,师从Margaret Brimble教授。在英国布里斯托尔大学随 Varinder Aggarwal 教授完成博士后研究(2011-2014 年)后,他到意大利帕多瓦市 Leonard Prins教授的研究小组研究超分子化学(2014-2016 年)。2016 年,他在奥克兰理工大学理学院开始了自己的独立职业生涯。Jack研究小组对分子自组织成功能架构的方式很感兴趣。他们研究的一个主要特点是利用协同效应,即多个功能组共同发挥作用,以展现在原始砌块中无法观察到的特性。具有协同效应的动态系统可以构建对化学燃料、光和其他刺激做出反应的化学系统,从而展现“智能”和自适应特性的潜力。

Abstract

Thieme Cheminars

活性位点中精确定位的官能团之间的协同相互作用是天然酶的标志之一。化学家们从生物系统中汲取灵感,设计出了多种预组织官能团的策略,以使得与底物形成多重结合。最近,我们展示了在自组装囊泡中也能实现这种协同相互作用。在本次演讲中,我们将讨论自组装如何提供一种动力,使这些系统具有刺激响应性,甚至具有类似生命的特性。

该研究领域目前面临的挑战包括:结构设计,使其能在外部刺激下(如化学燃料或光)可逆地形成结构和解构;系统设计,使其在非平衡状态下运行;以及化学网络内组件之间通信的演示 (例如通过反馈循环)。在化学网络中加入响应性组分可产生自我生成、自我修复,并具有适应性和进化性潜力的新系统/材料。

# Speaker 2

天然产物生物合成的化学模拟

Chemical Emulation of the Biosynthesis of Natural Products

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邓军

特聘研究员

南开大学化学学院


邓军教授在兰州大学获得理学学士学位,并于2014年获得中国科学院上海有机化学研究所博士学位,师从李昂教授。在哈佛大学Andrew Myers教授实验室从事博士后研究(2014-2016)后,2017年被聘为中国科学院昆明植物研究所率先行动“百人计划”研究员。2020年12月加入南开大学化学学院任教授。他曾获得多项奖励,包括国家自然科学基金委优秀青年学者(2022年)、Thieme Chemistry Journals Award(2020年)、第54届布尔根施托克会议JSP Fellowship(2019年)等。他的研究方向是天然产物全合成生物合成途径的化学仿真和药物化学。

Abstract

Thieme Cheminars

仿生合成是简化结构复杂的生物活性天然产物合成的有效策略。然而,在大多数情况下,骨架重排天然产物的生物合成途径尚未被揭示。针对这一普遍问题,我们开发了一种生物合成网络分析(BNA)方法。通过该方法,我们基于细胞松弛素生物合成途径的生物合成网络分析,从共同的前体阿波松弛素 D 完成了五环细胞松弛素和部分细胞松弛素的不同全合成。合成的关键步骤包括 Prins 型环化和ene型环化,以建立五环类aspochalasans 的核心。在此,我们报告了一种生物启发的利用邻醌中间体的仿生 [5+2] 杂环加成的merocytochalasans 模块化合成方法。这些合成工作为合成含有不同大环和氨基酸残基的500多种有价值的细胞松弛聚糖提供了平台。此外,我们通过对其生物合成途径的化学模拟,实现了以羊毛甾醇为原料的三萜螺环硅内酯A的高效合成。


# Speaker 3

量子化学在多环呋喃树脂衍生物仿生合成中的应用

Applications of Quantum Chemistry in Biomimetic Syntheses of Polycyclic Furanocembrane Derivatives

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唐本灿 

副教授

宁波诺丁汉大学


唐本灿副教授出生于贵州省盘州市。兰州大学本科毕业后,她在英国诺丁汉大学 Gerry Pattenden 教授的指导下攻读博士学位,从事珊瑚中复杂多环二萜的生物仿生合成研究。在南安普顿大学在David Harrowven教授课题组完成博士后研究后,加入牛津大学Paton教授研究小组,专注于天然产物生物仿生合成的计算研究。2014年,唐本灿成为宁波诺丁汉大学助理教授,并于2019年升为副教授。她主要通过计算和实验两方面探索海洋天然产物的生物仿生合成,其它研究兴趣包括人工智能辅助药物发现和有机光伏。

Abstract

Thieme Cheminars

本次演讲总结了量子化学计算为多环海洋呋喃藻类衍生物的生物仿生合成提供的指导。多环呋喃树脂衍生物是从海洋珊瑚中分离出来的一组结构复杂、具有重要生物学意义的海洋天然产物。由于其结构复杂,它们的合成具有挑战性。研究者提出了仿生合成,并且部分已经被化学合成所验证计算化学可为这些仿生合成提供支持。在本次研讨会上,将与大家分享我们在多环呋喃树脂衍生物的生物仿生合成方面所做的合成和计算尝试,这些衍生物包括intricarene, bielschowskysin, providencin 和plumarellide。


时间及观看方式

2024年3月27日 周三

16:00 北京时间

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直播链接:http://live.bilibili.com/23843035


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