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【今日化學前沿】涂永強院士新作:三個四環(huán)二萜類復雜天然產物的首次不對稱全合成

來源:本站      2016-03-07
導讀:今日,蘭州大學化學化工學院涂永強院士在德國應化(Angew.Chem.Int.Ed)上發(fā)表高水平文章(DOI: 10.1002/anie.201600529),報道了他們課題組在四環(huán)二萜類天然產物全合成方面的進展,作者利用自己拿手的半片吶醇重排反應等為關鍵反應,完成了三個復雜天然產物的首次不對稱全合成。


  2002年,一系列具有新穎骨架的四環(huán)二萜類天然產物被分離出來,它們都具有6/5/5/5四環(huán)的并環(huán)體系,并且具有一定的生物活性。conidiogenone(1)和conidiogenol(2)具有強力的產孢誘導活性(conidiation-inducing activity),而conidiogenone B具有較高的抗菌活性。但它們的分離產率都極低,并且絕對構型都還沒有確定,因此對它們的全合成就顯得非常的必要。

  首先,涂永強院士課題組做了如下的逆合成分析:對于該系列天然產物,它們都具有相同的四環(huán)骨架,先從B環(huán)上切開,通過Aldol反應可以逆推至醛化合物5,其中的C環(huán)可通過半片吶醇重排反應實現,重排前體化合物7可以逆推至化合物8和9,9可以由簡單化合物的2+2反應構建。


  下面是作者的合成路線,從化合物10出發(fā),Michael加成后酯水解得到羧酸,在草酰氯和三乙胺條件下發(fā)生2+2反應,得到環(huán)丁酮化合物,還原后接上手性輔基并手性拆分,再脫除輔基氧化得到光學純的化合物9,化合物8鋰鹵交換后進攻酮化合物9并TMS保護得到重排前體,但重排后并未得到目標產物6,而是得到了三級碳遷移的產物17。



  于是作者從化合物9出發(fā),首先在酮羰基α-位引入硫酚基,再經由同樣的轉化就可以得到期望的重排產物化合物18。


  從化合物18出發(fā),保護A環(huán)上的酮羰基,烯丙基格氏試劑進攻C環(huán)上的酮羰基,臭氧化切斷雙鍵接著分子內Aldol反應關上B環(huán),得到化合物21,并由單晶確定結構及立體化學。


  從化合物21出發(fā),先拿掉BC環(huán)上的取代基,PtO?,H?條件下解開環(huán)丙烷得到偕二甲基,再經由重排、甲基化、再重排對A環(huán)進行衍生化,得到假設絕對構型的天然產物conidiogenoneB,從此出發(fā),環(huán)氧化并拉開環(huán)氧得到天然產物conidiogenone(1),再還原羰基得到conidiogenol(2)。但合成的產物旋光值和分離文獻提供的恰好相反,這也說明分離文獻所確定的天然產物的絕對構型是錯誤的,是其對映異構體,涂永強課題組通過合成確定了正確的絕對構型。

  總之,涂永強院士課題組在對分子骨架合理理解和拆分的基礎上,利用自己組拿手的半片吶醇重排等為關鍵反應,以24步的最長線性步驟首次完成了三個四環(huán)二萜類復雜天然產物,并且確定了其絕對構型,這也為這些天然產物類似物的全合成和活性篩選打下了堅實的基礎,具有非常重要的意義。

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