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主要从事天然有机化学和药物化学研究。以传统功效、分子生源合成途径和化学结构为导向，对150多种重要药用植物进行了深入系统的化学和生物活性研究，发现了800多个新天然化合物，包括大量新骨架类型和重要生物活性的分子，阐明了相关药用植物资源的化学成分和药效物质基础。提出了一批新骨架天然分子的生源合成路线，并通过化学合成和转化对部分生源路线进行了验证。对系列重要生物活性分子进行结构优化和构效关系研究，发现了多个药物先导和药物候选。曾获国家自然科学二等奖、上海市自然科学一等奖、吴阶平-保罗·杨森医学药学奖等。2017年当选中国科学院院士。