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JACS: (-)- Nodulisporic Acid C的十二步不對稱全合成

來源:化學加      2018-10-15
導讀:Nodulisporic acid包含多種從真菌Hypoxylon pulicicidum中分離的次級代謝物,它們都具有高效的殺蟲活性(Figure 1)。從結(jié)構(gòu)上看,除了共同的吲哚核心外,此類天然產(chǎn)物還含有復雜的茚并吡喃骨架。由于其獨特的結(jié)構(gòu),潛在的生物活性,近日,加州大學爾灣分校Sergey V. Pronin教授課題組開發(fā)并利用新型多環(huán)化反應以及匯聚式構(gòu)建吲哚核心等策略, 經(jīng)12步實現(xiàn)(-)-nodulisporic acid C(3)的不對稱全合成。相關文章發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.上,(DOI:10.1021/jacs.8b09965)。

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Figure 1:幾種Nodulisporic acid及其逆合成分析(來源:JACS

Nodulisporic acid C3)逆合成分析中關鍵的轉(zhuǎn)化包括后期吲哚核心的構(gòu)建以形成C14-C15N1-C2鍵以及兩個多環(huán)化反應以形成萜骨架和茚并吡喃結(jié)構(gòu)。作者設想通過由化學選擇性氫原子轉(zhuǎn)移(HAT)引發(fā)的自由基交叉串聯(lián)反應構(gòu)建十氫萘片段中C4-C9C8-C7鍵以及金催化的環(huán)異構(gòu)化構(gòu)建二氫吡喃片段中C18-C23O21-C22鍵。

合成路線始于銅催化烷基溴化鎂5與市售環(huán)戊烯酮4的不對稱共軛加成(Scheme 1)。經(jīng)廣泛的條件篩選發(fā)現(xiàn)JosiPhos衍生物SLJ015-1可作為合適的配體,并以極好的產(chǎn)率和良好的ee值形成烯醇硅醚6。戊炔醇衍生物7與烯醇硅醚6在溴化銦(III)作用下發(fā)生烯基化,經(jīng)酸后處理得到產(chǎn)物8。將環(huán)戊酮8轉(zhuǎn)化為受保護的氰醇,其經(jīng)歷Sharpless烯丙基氧化和隨后所得二醇的雙重氧化形成二醛9。中間體9在鐵介導的HAT條件下以高度非對映選擇性的形成反式十氫萘片段,隨后經(jīng)后處理直接獲得目標三環(huán)產(chǎn)物11J. Am. Chem.Soc2015137, 15410–15413)。值得注意的是, C2位取代基的存在是獲得高非對映控制的關鍵。醇11經(jīng)PivOH保護形成相應的新戊酸酯,其與膦酸酯12通過Horner-Wadsworth-Emmons烯化反應得到酮13

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Scheme 1:萜骨架的構(gòu)建(來源:JACS

得到nodulisporic acid C中十氫萘片段后,作者接著構(gòu)建目標天然產(chǎn)物的茚并吡喃片段(Scheme 2)。合成從三步生成芳烴17開始,其中包括市售苯胺16的碘化,中間體碘化物的甲?;退梅紵N的硝化。接著,在催化量的氨基醇19存在下,醛17與二有機鋅18進行加成并高效得到具有高對映選擇性的芐醇20。二溴20與炔烴21發(fā)生Sonogashira偶聯(lián),中間體二醇經(jīng)保護得到環(huán)異構(gòu)化前體22。隨后,作者利用催化量的金(I)絡合物處理烯炔22以高收率和高立體選擇性形成二氫吡喃23。該過程可能涉及起初異丁烯片段對炔烴-金絡合物的親核攻擊,隨后羥基側(cè)鏈捕獲所得的叔碳陽離子。作者在反應體系中觀察到的聯(lián)烯26,它可能是經(jīng)烯基-金中間體的消除形成,這進一步支持了上述推測。與二氫吡喃28相比,產(chǎn)物2327為單一的非對映異構(gòu)體,這也證實了C26位的取代基對于在反應過程中獲得高水平的立體控制是至關重要的。作者推測芐醚和鄰位取代基之間的烯丙基張力在初始環(huán)化的過渡狀態(tài)中迫使硅基向反應中心旋轉(zhuǎn),這使產(chǎn)物2327的非立體選擇性顯著增強。隨后,溴化物23與錫烷24經(jīng)Stille偶聯(lián)以良好的收率得到氯代芳烴25。

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Scheme 2:茚并吡喃片段的合成(來源:JACS

經(jīng)過大量實驗,作者發(fā)現(xiàn)酮13的三烷基錫烯醇化物能與氯代芳烴25進行鈀催化的芳基化反應,其中以基于RuPhos的鈀預催化劑效果最佳,并以非對映選擇性的方式形成芳酮30Scheme 3)。接著,在乙酸存在下用鋅處理芳基化產(chǎn)物30高效地構(gòu)建了吲哚核心,最后經(jīng)脫硅基保護和二酯的水解實現(xiàn)了nodulisporic acid C的不對稱全合成。

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Scheme 3nodulisporic acid C的不對稱全合成(來源:JACS

總結(jié):Sergey V. Pronin教授課題組以高度匯聚的方式經(jīng)12實現(xiàn)了(-)-nodulisporic acid C的對映選擇性全合成。作者利用兩個多環(huán)化反應快速構(gòu)建十氫萘和茚并吡喃骨架和酮芳基化方法將兩個復雜片段聯(lián)合,這使得整個合成路線十分簡潔。


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