Norrisolide型海绵二萜Cheloviolene C, Seconorrisolide B和Seconorrisolide C的全合成研究

江德鲁 高栓虎

引用本文: 江德鲁, 高栓虎. Norrisolide型海绵二萜Cheloviolene C, Seconorrisolide B和Seconorrisolide C的全合成研究[J]. 有机化学, 2020, 40(10): 3481-3482. doi: 10.6023/cjoc202000068 shu
Citation:  Jiang Delu, Gao Shuanhu. Total Syntheses of Norrisolide-Type Spongian Diterpenes Cheloviolene C, Seconorrisolide B and Seconorrisolide C[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2020, 40(10): 3481-3482. doi: 10.6023/cjoc202000068 shu

Norrisolide型海绵二萜Cheloviolene C, Seconorrisolide B和Seconorrisolide C的全合成研究

    通讯作者: 高栓虎, shgao@chem.ecnu.edu.cn

English

  • 海绵二萜是一大类海洋天然产物[1], 其中Norri- solide类包含11种重排的二萜天然产物(图 1).其生物活性主要是不可逆转地破坏细胞高尔基体.该系列天然产物均具有反式氢化茚满结构单元、密集氧化态以及多个连续的手性中心, 具有很高的合成挑战性.

    图 1

    图 1.  Norrisolide类重排型海绵二萜
    Figure 1.  Norrisolide-type rearranged spongian diterpenes

    迄今为止, 针对该系列天然产物的全合成研究报道只有2例. Theodorakis小组[2]于2004年报道了norrisolide分子的全合成研究. 2016年, Overman小组[3]使用串联的自由基加成、环化及碎裂化反应构建chromodorolide B分子骨架, 再经相关官能团转化, 最终合成chromodorolide B分子.最近, 梁广鑫课题组[4]发展了高效的合成路线, 完成了该类天然产物cheloviolene C、seconorrisolide B和seconorrisolide C的首次全合成工作.在这三个分子中, cheloviolene C由Taylor等[5]于1993年从新西兰沿海水域海绵中分离得到. Seconorrisolide B和seconorrisolide C由Kashman等[6]于1990年从一种红海倔海绵物种中分离得到.

    尽管对于反式氢化茚满的合成已有大量报道[7], 但梁广鑫小组独辟蹊径, 开发了一种新型的合成反式氢化茚满结构单元的方法.首先使用维兰德-米歇尔酮衍生物1为起始原料, 在酮羰基α位引入重氮基得到化合物2, 在2, 4, 6-三甲基吡啶、苄醇存在下于160 ℃发生Wolff重排[8], 以73%收率得到反式氢化茚满化合物3, 再经过5步化学转化得到烯丙醇化合物4.

    对于如何构建碳16位手性立体中心, 作者巧妙地选用了已知化合物5, 与4在对甲苯磺酸作用下脱水得到化合物6, 成功引入碳16位手性中心, 进而使用二苯醚为溶剂于235 ℃条件下发生逆Diels-Alder反应得到中间体7, 继而发生分子内ene反应, 以84%收率得到高级中间体8, 快速构建分子骨架.实现了化合物8的克级制备, 并且在化合物8的规模制备中串联的Diels- Alder-Ene反应的收率没有变化.这为后期多样化的合成垫定了坚实的基础(Scheme 1).作者使用关键的ene反应立体专一性地构建了碳13位、碳14位手性中心, 符合周环反应的作用机制.以高级中间体8为共同前体化合物, 经过2~3步简单化学转化, 完成cheloviolene C和seconorrisolide B全合成.使用LiHMDS和MoOPH氧化剂以成功在酯羰基α位引入手性羟基, 得到化合物9, 再经3步化学转化实现seconorrisolide C的合成.

    图式 1

    图式 1.  Cheloviolene C, seconorrisolide B, seconorrisolide C全合成
    Scheme 1.  Total synthesis of cheloviolene C, seconorrisolide B and seconorrisolide C

    梁广鑫课题组使用逆Diels-Alder反应、分子内ene反应等作为关键策略, 一步反应构建连续多个手性中心, 以克级规模制备了Norrisolide类天然产物分子骨架, 分别以11步合成cheloviolene C分子(总收率为11.5%), 12步合成seconorrisolide B分子(总收率为7.4%), 13步合成seconorrisolide C分子(总收率为4.2%).此工作的顺利实施, 将为目标分子的生物学功能研究奠定基础.


    1. [1]

      Keyzers, R. A.; Northcote, P. T.; Davies-Coleman, M. T. Nat. Prod. Rep. 2006, 23, 321. doi: 10.1039/b503531g

    2. [2]

      Brady, T. P.; Kim, S. H.; Wen, K.; Theodorakis, E. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 739. doi: 10.1002/anie.200352868

    3. [3]

      (a) Tao, D. J.; Slutskyy, Y.; Overman, L. E. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2186.
      (b) Tao, D. J.; Slutskyy, Y.; Muuronen, M.; Le, A.; Kohler, P.; Overman, L. E. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3091.

    4. [4]

      Qiao, T.; Wang, Y.; Zheng, S.; Kang, H.; Liang, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 14111. doi: 10.1002/anie.202005600

    5. [5]

      Bergquist, P.; Bowden, B.; Cambie, R.; Craw, P.; Karuso, P.; Poiner, A.; Taylor, W. Aust. J. Chem. 1993, 46, 623. doi: 10.1071/CH9930623

    6. [6]

      Rudi, A.; Kashman, Y. Tetrahedron 1990, 46, 4019. doi: 10.1016/S0040-4020(01)90536-8

    7. [7]

      Jankowski, P.; Marczak, S.; Wicha, J. Tetrahedron 1998, 54, 12071. doi: 10.1016/S0040-4020(98)00570-5

    8. [8]

      Wolff, L. Justus Liebigs Ann. Chem. 1902, 325, 129. doi: 10.1002/jlac.19023250202

  • 图 1  Norrisolide类重排型海绵二萜

    Figure 1  Norrisolide-type rearranged spongian diterpenes

    图式 1  Cheloviolene C, seconorrisolide B, seconorrisolide C全合成

    Scheme 1  Total synthesis of cheloviolene C, seconorrisolide B and seconorrisolide C

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  • 发布日期:  2020-10-25
  • 网络出版日期:  2020-09-02
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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