摘要:自1978年Buta课题组从三尖杉植物(Cephalotaxus Harringtonia)中分离出harringtonolide以来,已有超过100种三尖杉二萜天然产物被分离鉴定。这类天然产物主要包括原型C20二萜、17位降二萜以及苯型降二萜。其中,原型C2
自1978年Buta课题组从三尖杉植物(Cephalotaxus Harringtonia)中分离出harringtonolide以来,已有超过100种三尖杉二萜天然产物被分离鉴定。这类天然产物主要包括原型C20二萜、17位降二萜以及苯型降二萜。其中,原型C20二萜在该家族天然产物生源合成转化中是最为重要的前体,它可以通过发生脱羧或者缩环反应转化为另外几类降二萜。此外,该家族天然产物生物活性广泛,包括抗肿瘤、抗炎、NF-kB抑制和免疫抑制活性。由于其复杂的结构和潜在的生物活性,近年来三尖杉二萜天然产物一直是合成化学家们关注的重点。
原型C20二萜不仅在生源合成中扮演着重要角色,其结构也最为复杂,具有更密集的手性中心以及更复杂的环系。在本报道之前,仅有两例原型C20二萜全合成工作报道,包括翟宏斌课题组通过双RCM反应对mannolide C的合成(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 21267, 点击阅读详细)以及赵玉明课题组通过逆向仿生合成的方法对cephanolide E的合成。Mannolide B是上海药物所岳建民院士课题组分离得到的第一批原型C20二萜,其结构更为复杂。它具有高度稠和的5/7/5/6/6/6六环骨架,包含10个手性中心,其中9个为连续的手性中心,极具合成挑战性。
贾彦兴课题组巧妙地以与mannolide B具有显著结构相似性的茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MJA)为原料,通过三种构环迭代策略,以24步反应,完成了(+)-mannolide B的首次全合成。
在第一代合成策略中,他们尝试使用Diels-Alder反应构建右侧6/6双环。首先,以立体选择性地烷基化反应建立C8季碳中心,以RCM反应构筑七元环,以立体选择性地双羟化反应合成γ内酯环,完成了左侧5/7/5三环体系的构建。之后通过Suzuki偶联反应引入吡喃酮单元,然而随后的C1-C10氧化反应失败,阻碍了该策略的进一步探索。在第二代合成策略中,他们尝试使用自由基串联反应构建右侧6/6双环。为了避免后期不能氧化出C1-C10双键,在第一步就提前引入,再通过与前一代路线相似的方法制备α碘代酯,然而关键的自由基反应只发生了一次环化并且C5立体选择性太差,限制了进一步的研究。
总结前两代路线的失败经验,他们依据分子结构两侧位阻,又重新设计了通过迈克尔加成反应来建立正确的C5季碳中心。从此前合成的片段30出发,快速制备烯炔42。在Co2CO8的作用下,顺利发生Pauson-Khand反应得到四环化合物46,此后再经两步转化得到五环化合物41。在乙烯基溴化镁和溴化亚铜的存在下,41发生设计的迈克尔加成反应,构建所需的C5季碳中心。通过路易斯促进的Büchner-Curtius-Schlotterbeck反应,将环戊酮转化为环己酮,得到正确的天然产物四环碳骨架。此后,经官能团修饰,得到醇49,再在碳酸钾促进下,脱去Bz保护基,同时形成σ内酯,构建出完整的天然产物六环骨架。接着在caglioti反应条件下,将C12酮转化为烯甲基单元,最后脱硅获得天然产物(+)-mannolide B。合成的mannolide B样品结构经晶体确认,其光谱数据与文献报道的数据一致。
Total Synthesis of (+)-Mannolide B
Peng Chen, Lijun Chen, Hongpeng Lin, Yanxing Jia*
J. Am. Chem. Soc., 2024, DOI: 10.1021/jacs.4c12767
作者简介
贾彦兴,北京大学博雅特聘教授,国家杰出青年科学基金获得者。长期致力于天然产物全合成及创新药物研发方面的研究。以通讯作者在国际高水平期刊上发表论文80余篇;获批4项专利。曾获2008年中国药学会-施维雅青年药物化学奖、2009年入选教育部新世纪优秀人才支持计划、2010年和2013年两次获亚洲核心计划学术报告奖、2011年获中美化学与化学生物学教授联合会“杰出青年教授奖”、2019年获第四届中国药学会-以岭生物医药创新奖、拜耳学者奖和2021年药明康德生命化学研究奖等。
来源:X一MOL资讯