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從真菌Curvularia sp. IFB Z10和Bipolaris maydis（Pleosporaceae 科）中分離的Curvulamine和Bipolamine生物堿，是一系列具有抗菌活性的吡咯生物堿，例如對一小部分革蘭氏陽性和陰性病原體包括鏈球菌和消化鏈球菌陰性病原體具有抗菌活性（圖1）。

圖1. Curvulamine和相關(guān)的Bipolamine生物堿（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）

作者于2020年報(bào)道了Curvulamine (1)的首次全合成，也同時(shí)報(bào)道了11的合成路線。作者采取之前報(bào)道的路線，通過片段d和g快速的合成了五環(huán)高級中間體11。吡咯衍生物a與不飽和酮b反應(yīng)得到c，隨后在DBU的作用下發(fā)生關(guān)環(huán)得到片段d。另一片段g則是由e與f發(fā)生N-烷基化隨后還原，引入氰基得到。關(guān)于Curvulamine的全合成，具體內(nèi)容可以參見文章“Total Synthesis of (?)-Curvulaminedoi”doi: https://dx.doi.org/10.1021/jacs.9b12546

圖2. 高級中間體11的合成（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）

 在本工作中，作者從11出發(fā)，完成了一系列Bipolamine生物堿的合成。在甲醇鈉的作用下，11的C2位甲基可以發(fā)生異構(gòu)化，得到甲基位于直立鍵的epi-11，不經(jīng)分離直接發(fā)生乙?；梢缘玫?/span>12。隨后使用氫化鋁鋰還原半縮醛片段，得到二醇13，再通過甲磺?；碗S后的分子內(nèi)親核取代，構(gòu)建四氫呋喃環(huán)，之后水解，便得到了高級中間體14。通過高級中間體14可以轉(zhuǎn)化為多種Bipolamine生物堿及其衍生物。例如14在NIS的作用下，發(fā)生α-碘代得到15，在AgTFA作用下，發(fā)生半頻哪醇重排可以得到縮環(huán)的Bipolamine衍生物16。14也可以發(fā)生雙羥化得到二醇17，隨后通過羥甲基化和DIBAL-H還原便可以得到天然產(chǎn)物Bipolamine G。14也可以經(jīng)CBS還原和隨后的硼氫化氧化分別得到Bipolamine D和Bipolamine E。而當(dāng)使用m-CPBA對14結(jié)構(gòu)中的吡咯片段進(jìn)行氧化可以得到中間體20，隨后在甲醇的作用下得到Bipolamine生物堿衍生物19。通過高級中間體14可以快速得到一系列Bipolamine生物堿及其衍生物，這有利于后續(xù)化學(xué)生物學(xué)研究的原料快速積累。

圖3. Bipolamine生物堿的合成路線（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）

隨后，作者也對Bipolamine I進(jìn)行了合成。從14出發(fā)，在SmI₂的作用下可以得到C-O鍵斷裂產(chǎn)物22及半縮醛23，22在DBU的作用下也可以轉(zhuǎn)化為半縮醛23。作者嘗試了很多通過形成C-O鍵的方式合成24，但是均以失敗告終。于是作者轉(zhuǎn)而使用底物13，將其轉(zhuǎn)化為甲磺酸酯25，隨后在SmI₂的作用下斷裂C-O鍵得到26，再在硼氫化鈉的作用下還原甲基酮為醇，隨后通過硼氫化氧化引入羥基，再最后通過分子內(nèi)的親核取代反應(yīng)構(gòu)建了C-O鍵得到了Bipolamine I。

圖4. Bipolamine I的合成路線（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）

作者已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了Bipolamines D, E, G, I的合成。然而對于C-5位具有氧化態(tài)的Bipolamine生物堿，如Bipolamine H, F等生物堿，作者嘗試了許多方法都無法實(shí)現(xiàn)C-5位的氧化。2020年，南京大學(xué)的譚仁祥課題組對Curvulamine生物堿的生物合成進(jìn)行過一些研究，實(shí)現(xiàn)了28的生物合成。作者根據(jù)譚仁祥這一工作以及本工作的一些結(jié)果，提出了一個(gè)新的觀點(diǎn)，即Bipolamine C是通過類似的生源轉(zhuǎn)化，由28與29轉(zhuǎn)化為30而來而不是由Curvulamine還原而來。這一推斷也需要后續(xù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來進(jìn)一步證明。

圖5. 選擇性氧化雙吡咯片段的挑戰(zhàn)（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）