著名青年化学家姜雪峰

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闻名青年化学家姜雪峰

姜雪峰，1980年12月诞生于甘肃兰州，现任华东师范高校化学与分子工程学院教授，博士生导师。课题组(主页)主要从事新办法导向复杂生理活性自然 产物全合成讨论，在全合成中寻觅需要解决的办法学，在办法学中探索如何绿色全合成。在这里整理了闻名青年化学家姜雪峰相关资料，希翼能协助到您。

闻名青年化学家姜雪峰

姜雪峰共发表自立通讯论文60多篇(影响因子大于10的10篇)，外文邀请专著6章，申请发明专利43项(2项国际专利)，已授权21项。

2023年，姜雪峰作为亚洲五名代表之一(中国唯一代表)应邀参与在塞浦路斯进行的欧洲化学会第六届青年有机化学家论坛(6thYIWofEuCheMs-OrganicDivision)并作邀请报告。

2023年，受有机化学家EricBlock教授邀请，姜雪峰作为大会主席之一共同组织了化学会泛太平洋有机硫化学会议(2023-PacificChem-NewOrganosulfurChemistry)并作会议邀请报告。

2023年，姜雪峰受德国有机化学家WolfgangWeigand教授邀请参与了在德国进行的第27届国际有机硫化学会议(27thInternationalSymposiumonOrganicChemistryofSulfur)并作大会邀请报告(中国唯一代表)。

2023年，受Springer邀请作为主编组织撰写《SulfurChemistry》工具书。2023年，姜雪峰受邀担任《亚洲化学》GuestEditorofHomogeneousCatalysisfromYoungInvestigatorsinAsia。

2023年，姜雪峰担任InternationalSymposiumonMainGroupChemistryDirectedtowardsOrganicSynthesis(MACOS)国际顾问和并作邀请报告。

这位“80后”教授，先后荣获中组部“万人方案”青年拔尖人才，基金委优秀青年科学基金，教导部“长江学者嘉奖方案”青年项目、“新世纪”优秀人才和“霍英东”基金，上海市“东方学者”和“科技启明星”各类称号;得到德国ThiemeChemistryJournalAward，日本ACPLectureshipAward，药明康德生命化学讨论奖。

姜雪峰荣获上海市“五四青年奖章”、上海市青年“岗位能手”称号;并担任上海市第十三届政协委员、中国青年科技工协会委员，中国化学会青委会委员，中国化学会化学教导委员会委员，中国化学会催化委员会均相催化专业委员会委员;任《化学教导》编委，Wiley旗下《HeteroatomChemistry》编委，Taylor旗下《PhosphorusSulfurSiliconandtheRelatedElements》编委。

讨论概览及近期代表性成绩

姜雪峰教授课题组主要从复杂自然 产物全合成的视角来构建一系列独特、高效、有用的反应办法学体系进而运用构建的办法学体系、试剂、配体实现高效绿色的全合成。并对完成的高活性系列自然 产物举行化同学物学机理讨论，同时解决药物化学机制问题。

白坚木属生物碱是单萜吲哚生物碱中知名度高且重要的自然 产物，它们具有良好的生物活性但自然界中丰度低、提取难度大，因而探索其化学合成吸引了许多化学工的爱好。2023年，姜雪峰教授课题组从便宜易得的溴代吡喃酮和手性烯胺原料动身，利用挑选性exo-[4+2]环加成反应高效构建全氢吲哚骨架(C和E环)，后续又利用还原/Wittig桥环开环串联反应、Pd/C氢化串联环化反应和Fischer吲哚化等反应得到三个白坚木属生物碱，最后经过容易的官能团转化又获得其他11个白坚木属生物碱，从而实现了该家族自然 产物的发散式合成。

呋喃并喹啉酮和吲哚并香豆素骨架在配体调控下的高效构建[2]

平面生物碱，即没有手性胺的生物碱，这类化合物具有多种重要的药物活性，例如从喜树中提取分别的抗癌药物喜树碱，如何进展高效构建这类结构的办法学是合成化学工急需解决的问题。2023年，姜雪峰教授课题组以独特的视角对呋喃并喹啉酮和吲哚并香豆素这两类结构差异性较大的骨架结构举行逆合成分析后，发觉它们都具有共同的2-羟基-2-氨基二苯炔和羰基结构片段。鉴于此，课题组运用PdII为催化剂，借助配体效应、配位电负性以及插羰速率的极小差别，大幅度的扭转了反应途径，高效实现多种多并环结构生物碱的多样性合成。

引导世界的绿色硫化学讨论

除了在自然 产物全合成及进展新颖高效的合成办法学讨论之外，近些年姜雪峰教授越发致力于进展绿色的、环境友好及可持续的硫化学讨论。2023年7月，第25届IUPAC国际化学教导会议在澳大利亚悉尼进行，姜雪峰教授被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代表”，标志着姜雪峰教授的硫化学讨论得到国际认可。

姜雪峰教授课题组运用“从无机硫向有机硫”转化的理念，构建起独特的“3S绿色硫化学”(Smelless/Stable/Sustainable)，进展了一系列新颖的绿色硫试剂并解决了它们在水相转移、可见光催化、绿色氧化等方面的挑战，值得一提的是，这些独特的硫试剂及合成办法为含硫药物的工业生产及工艺优化提供了重要参考，在将来具有广大的应用前景。

鉴于多硫化合物广泛存在于自然界，并且在生命科学、药物化学、食品化学以及材料科学等领域饰演着重要的角色。2023年，姜雪峰教授课题组在知名杂志NatureCommunications上报道了一类新型亲电过硫试剂(RSSOMe)，借助甲氧基的“面具效应”使得与其相连的硫原子发生“极性翻转”(即RSS+)，再通过甲氧基的电子效应很好稳定了硫硫键，进而实现了与多种亲核试剂间的过硫化反应，为更广大的多硫生命现象解释和多硫药物发觉开拓了新道路。[3]

工业4.0时代的绿色硫化学幻想

专访华东师大化学学院姜雪峰教授

古往今来，人类都信任地球万物生长的能量来自太阳。朴实的信心从近代以后找到了科学证据：直至上世纪70年月末，人们向来坚信光合作用是全部地球生态圈的基石。但一次太平洋东岸GalpagosRift的深海科考，却向世人展现了生命的另一种可能：在漆黑无光的海底热泉，在几乎与世隔绝的冰水熔岩生态圈，如外星生物般的庞贝蠕虫、管状水母、铠甲虾等物种，在散发着硫化氢异味的地裂深渊处，千奇百怪却欣欣向荣地野蛮生长。

自此后，千姿百态的海底热泉(hydrothermalvent)在全球各地被发觉。各种板块边界、大洋中脊的火山口，难以想象的极端环境中，许多奇特的微生物从不依靠恒星的光线，却只对热泉喷射的硫化物和重金属化合物情有独钟。通过化学能量自给的硫化细菌与古细菌成就了热泉食物链的底端，为越发复杂高级的生命演变铺就了另类的舞台。

硫化物蕴藏着怎样的能量，能够为生命本源的探究提供不一样的剧本?硫化学的探究本身，对于生命之谜的阐释和生命科学的长进，又会绽放出怎样绮丽的华彩?让我们尾随硫化学专家华东师大姜雪峰教授一同走进奥妙的硫化学世界。

“硫”砂坠简，书写生命元素传说

药明康德：硫元素与硫化物质对于生命演变有哪些重要意义?

姜雪峰教授：硫化学对于生命本源的探究有非凡的意义。自然界与银河系的硫化物丰度并不算高，生命体却能将各种形态的硫富集：硫元素并不是生物大分子的主要成分，却与碳、氢、氧、氮、磷元素构成了人体中六种最为重要的常量元素。硫元素之所以成为重要的生命元素，是由于其在核酸和蛋白质分子形成、血氧传输、人体能量代谢等大量生命现象中的生化反应中充当还原剂、稳定剂。

自然界存在硝化菌、铁细菌、一氧化碳细菌等多种无光合作用的自养型生物，但它们都无法支撑自立的生态圈群落。至今，人类只在海底热泉的火山口，发觉彻低以硫化细菌为食物链基础、与光合作用生态圈迥然相异的生命体系。无数学者形成的共识是生命的初始舞台出生于极端的地质环境，由于一马平川的环境很难产生强烈的物质转化与化学反应，惟独星球撞击、板块运动、地震火山才干孕育丰盛的地貌与生命的火花。而海底热泉的极端生态，很可能与地球形成的早期环境类似，无疑是我们探究生命本源的极佳样本。

硫元素对于人的饮食健康也十分重要。榴莲、洋葱、大蒜这些有着“怪怪滋味”的果蔬富含硫化物，其实是大自然因地制宜赐予人类的保健品，可杀菌消炎、活血化瘀、促心肺功能、抗血管老化。比如，有两种重要的硫化物，具有强大的解毒和免疫调整作用：二甲基砜(MSM)对于镇痛消炎、疏通血管、增进胶原蛋白合成、增进糖类物质代谢具有重要作用;含有硫巯基的谷胱甘肽(GSH)则具有广谱解毒功能，也是人体细胞内最重要的抗氧化剂，可利用持续清除自由基的方式，庇护众多含巯基蛋白酶的活性。

药明康德：请您介绍一下人类应用硫化学的历史和现状各有哪些亮点。

姜雪峰教授：单质硫磺作为一种重要化学材料，很早就被人类发觉并使用，起初应用于熏香漂白、洗发去屑。中西方许多闻名温泉中都富含硫磺，古代西方一些公共浴池也直接通过硫磺消毒。中国早在先秦时代就开头开发自然 硫磺矿藏，用于四大发明火药的创造。

如今，人们越发熟悉到硫元素价态丰盛，可形成结构多样的化合物。硫化物是当代许多畅销药物中不行或缺的成分：小分子药物合成中，含有硫元素的基团是抗击不少病原体的活性位点，比如青霉素、头孢、磺胺类药物具有广谱抗菌作用。同时，过硫键广泛存在于生命体中，和青蒿素中的过氧桥一样具有多种生理功能，也具备抗真菌、病毒、原虫的潜在药用价值;过硫键还是抗体偶联药物(ADC)中常用的衔接子(Linker)，以缀合大分子抗体与小分子细胞毒性药物，形成对肿瘤靶细胞的挑选性杀伤作用。

绿色硫化学之路：“面具侠”妙手通关

药明康德：您认为讨论和进展绿色硫化学的挑战与机遇有哪些?针对无机硫替代有机硫的绿色试剂，您的团队还提出了新颖的“面具策略”，请您介绍一下。

姜雪峰教授：不少硫化物(比如硫巯基化合物)散发剧烈的刺鼻恶臭，虽然没有让全部化学家望而却步，但的确使硫化学的进展、应用和生产受到严峻妨碍。其实，因为硫的孤对电子化学性质活泼、价态丰盛，也导致易氧化、简单使金属催化剂失活并终止催化循环，这些都是横亘在硫化学讨论者面前的严重挑战。但硫元素对于生命活动、医药和化工研发意义重大且前景广大，我们应有些社会承担就是要在现阶段介入相对初级的讨论项目，从而开辟将来的科学新领域和产业新方向。硫化学讨论一旦解决相关的麻烦科知识题，就能够同时实现两方面的突破。

从无机硫到有机硫的转换看似容易，但要跨越较多障碍，硫醚、过硫、亚砜、砜、磺胺等化合物的合成都需要不同的价态思量。我们努力针对不同类型的重要含硫有机物，设计建立几类多功能硫试剂，并建立起试剂的多样性使用逻辑，系统地打造绿色硫化学转化体系中的全部硬件和软件。我们希翼逢山开路、遇水架桥，目前已经完成了某些“路基”的铺设，希翼将来这条绿色反应体系的康庄大道能被世界学界和产业所牢记。

面具策略的主旨即在硫化物反应底物上引入一个“面具”基团，恰到益处地控制该底物的多样性反应活性。能够在数量上控制“单硫”、“双硫”、“三硫”、甚至“四硫”的引入，还能够在氧化态上控制引入“硫醚”、“亚砜”、“砜”，针对多官能团药物修饰的不同需求产生“亲核硫源”、“亲电硫源”、“自由基硫源”的多样性功能，以满足不同药物的合成与修饰需求。我们继续运用“面具”理念，将作为“面具”基团的SO3分子引到暴露的巯基上：SO3分子可对硫原子上的孤对电子产生吸电作用，弱化硫对金属催化剂的毒化作用(电性要求);SO3分子的大位阻还可掩蔽硫电子轨道并避开其氧化自偶联(位阻要求);再者，SO3分子的电子共振效应可调整硫原子电子流向(共振要求)。这一概念通过无臭绿色硫化试剂，为过渡金属催化的硫化学带来了一系列新特性。

药明康德：这么看来，单独硫原子引入的一些瓶颈问题已经有了较好突破，那么你前面提到的其他形式的硫呢?

姜雪峰教授：举一个“过硫试剂”的例子：传统过硫键构建两个硫原子分离来自两种不同的反应对象，不仅限制反应效率和适用范围，还带来诸多硫巯基氧化不兼容、毒化金属催化的问题。我们团队至今已经设计了四代过硫化试剂，不同的“面具”让它们各自分离拥有了不同的属性。然而新的冲突又再次浮现：硫硫键键能远低于常见的其他化学键键能，反应活性极高，此时如何“保持弱键，断裂强键”便成了试剂胜利使用的另一个挑战。运用“面具”的电子、立体以及偶极性质，依据动力学与热力学的交互调控，即可如我们所愿高兼容性引入敏感而实用的“双硫”。

最近，我们又在过硫结构的外端胜利的装上OMe这个新型的“面具”，从而反转了电性，得到了更为广谱的亲电过硫试剂。随后的试剂使用探究表明，该类试剂可在十分温柔的条件下与各类功能分子作用，得到与碳亲核试剂、氮亲核试剂、硫亲核试剂的多样性偶联，实现了多种自然 产物和药物的后期修饰，建立了丰盛的多硫结构化合物库。这一过硫试剂的设计与建立，为更广大的多硫生命现象解释和多硫药物发觉开拓了一条迅速通道。期盼着“硫循环”藏宝图的全面绽开。

通过多种策略，我们还对许多药物举行了无官能团庇护的直接后期硫化修饰，从而筛选出多发性骨髓瘤药物来那度胺的硫化衍生物，活性远高于来那度胺本身，且能够应用于对来那度胺无效的淋巴瘤细胞，目前该化合物正在做进一步生物通过度评价。

被幻想叫醒的早晨：信任奔走的力气

药明康德：工作之外您还有哪些兴趣?对学习科研有哪些正面的增进效果?

姜雪峰教授：我喜爱 跑步，长跑会带来独特的灵感思辨和感恩顿悟，全年无休风雨无阻地奔走，在四季变换中感触天地自然的馈赠，冥想每个课题的困窘，感恩父母师友的激励。疼痛与挫折都是生命的张力，惟独酸甜苦辣掺拌才是真切丰满的人生。不论平庸的你我还是闪亮的名人，都有自己的压力和挑战，只要尽力就已足够。

在一场又一场马拉松的较量中，一时的快慢和名次并不重要，每一个驿站都是人生的积淀。所以，坚持不懈而不轻言放弃，不应冒进却要步步为营：有时候当你为某一个科知识题朝思暮想却无法突破，貌似读书百遍又回到原点，然而每一次你回到原点的高度都会有所不同，许多科学突破正是利用这种螺旋式的升高来实现。在科研攀峰的过程中，我们既需要不断制定明晰切实的小任务，也要珍视每一个灵感并在细节上保持耐心和往常心，即使小失败也可能是通往胜利的道路。

药明康德：绿色化学的进展面临哪些挑战?您对硫化学的将来有哪些激情的畅想?

姜雪峰教授：化学工业为社会长进做出了巨大贡献，然而一些生产带来的污染和平安风险也日益受到关注。大家对化工产业缺陷的关注需要理性看待，对缺陷的批评正是推进社会长进的重要因素。科学进展是循序渐进的，制造物质的化学挑战人类才智与耐力的极限，要实现全面清洁和平安的合成体系需要不断地堆积和沉淀。

有机合成从19世纪进展至今，逐步走向成熟的过程却仍然存在诸多瓶颈问题亟待解决。化学家几乎能够制备出全部人类想要的小分子，然而与功能性相伴的却是污染与平安风险两个痛点。假如我们为了合成某种药物去治疗100位癌症病人，而导致环境污染使1000位健康人面临患病风险，那一定不是可持续进展之道。其实社会经济进展从粗放到集约的改变，正需要青年科学家重新审视合成化学的新需求。

多年来试剂绿色化和步骤经济化始终是我们团队的宗旨，希翼可以终于构建从无机硫向有机硫转化的绿色硫化学体系，实现我们对“硫循环”的全面系统的理解，为打造工业4.0时代的环保无污染的医药生产链贡献自己的一份力气。

化学方程式配平办法大总结

1.零价法

用法：无法用常规办法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降值相等，最后用观看法配平其他物质的化学计量数。

【例1】试配平Fe3C+HNO3-Fe(NO3)3+NO2+CO2+H2O。

分析：复杂物质Fe3C按常规化合价分析无法确定其中Fe和C的详细化合价，此时可令组成该物质的各元素化合价均为零价，再按照化合价升降法配平。Fe3C

Fe(NO3)3和CO2整体上升13价，HNO3

NO2下降13价(除了Fe、C以外，惟独N变价)。易得Fe3C+22HNO3=3Fe(NO3)3+13NO2+CO2+11H2O。

2.平均标价法

用法：当同一反应物中的同种元素的原子浮现两次且价态不同时，可将它们同等对待，即假定它们的化合价相同，按照化合物中化合价代数和为零的原则予以平均标价，若方程式浮现双原子分子时，有关原子个数要扩大2倍。

【例2】试配平NH4NO3-HNO3+N2+H2O。

分析：NH4NO3中N的平均化合价为+1价，元素化合价升降关系为：

NH4NO3

HNO3：+1+5升41价

NH4NO3

N2：+10降12价

易得5NH4NO3=2HNO3+4N2+9H2O

3.整体标价法

用法：当某一元素的原子或原子团(多见于有机反应配平)在某化合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，按照化合物中元素化合价代数和为零的原则予以整体标价。

例3：试配平S+Ca(OH)2-CaSx+CaS2O3+H2O

分析：NH4NO3中N的平均化合价为+1价(NH4中-3价，NO3中+5价)，元素化合价升降关系为：

NH4NO3HNO3：+1+5升41价

NH4NO3N2：+10降22价

易得2(x+1)S+3Ca(OH)2=2CaSx+CaS2O3+3H2O

4.逆向配平法

若氧化剂(或还原剂)中某元素化合价惟独部分转变，配平宜从氧化产物、还原产物开头，即先考虑生成物，逆向配平;自身氧化还原反应方程式，宜从生成物开头配平，即逆向配平。

例如：P+CuSO4+H2O-CU3P+H3PO4+H2SO4

该反应的氧化剂是P、CuSO4，还原剂是P，以反应物作标准求得失电子数比较困难，但是氧化产物只H3PO4、还原产物只CU3P，所以以1molH3PO4和1molCU3P作标准物简单求得失电子数。

答案：1115245615

5.有机反应的配平法

有机物参入的氧化还原反应，通常首先规定有机物中H为+1价，O为-2价，并以此确定碳元素的平均化合价。再按照还原剂化合价上升总数与氧化剂化合价降低总数相等原则，结合观看法配平。

例如：H2C2O4+KMnO4+H2SO4-CO2+K2SO4+MnSO4+H2O

解析：H2C2O4中，令H为+1价，O为-2价，则C的平均化合价为+3价。1个H2C2O4化合价上升数为2，1个KMnO4化合价降低数为5，最小公倍数为10，故H2C2O4的系数为5，KMnO4的系数为2。

配平的方程式为：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2+K2SO4+2MnSO4+8H2O

6.缺项方程式的配平：

假如所给的化学方程式中有反应物或生成物没有写出来，在配日常，假如所空缺的物质不发生电子的得失，仅仅是提供一种发生反应的酸、碱、中性的环境，可先把有化合价升降的元素配平，再确定出所缺的物质，把系数填上即可。

例如：BiO3-+Mn2++-Bi3++