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Org. Lett.四川大學秦勇課題組(+)-Sarain A核心四環(huán)骨架的不對稱合成

來源:化學加      2018-11-05
導讀:近日,四川大學秦勇課題組報道了海洋生物堿(+)-Sarain A的四環(huán)骨架的不對稱合成,相關(guān)成果發(fā)表在Org. Lett.上。DOI: 10.1021/acs.orglett.8b02779

(+)-Sarain A1)于1986年從一種海綿Reniera sarai中提取出,并被證明具有抗腫瘤、抗菌、殺蟲和抗氧化活性。近年來,Overman課題組(2006)、Fukuyama課題組(2015)等分別報道了(+)-Sarain A的全合成,但作者別出心裁,將注意力放在其獨特的四環(huán)骨架(2)上。作者設(shè)想通過89Diels-Alder反應和Ireland-Claisen重排構(gòu)建立體化學中心6,并引入疊氮構(gòu)建氮雜環(huán)丙烷中間體5,通過氮的親核開環(huán)構(gòu)建骨架中的二氮雜三環(huán)十一烷核心(4),再引入烯基側(cè)鏈進行RCM反應構(gòu)建骨架中的十三元大環(huán)(2)(Scheme 1)。

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圖源:Org. Lett.

合成路線始于對逆合成分析中Diels-Alder反應的兩個底物的制備Scheme 2)。用二氧化錳氧化烯丙醇10,以70%的產(chǎn)率得到烯基醛11,再用TBSOTfEt3N處理得到二烯8,產(chǎn)率為80%。接下來,作者將酯12用堿水解得到酸13,其與樟腦磺酸的手性助劑14通過EDC/DMAP進行偶聯(lián),以兩步收率61%得到親雙烯體底物9,98在甲苯中回流,發(fā)生Diels-Alder反應,以66%的產(chǎn)率和12:1dr選擇性得到環(huán)己烯產(chǎn)物15。值得一提的是,Lewis酸(Et2AlCl, AlCl3, Sc(OTf)3等)不能引發(fā)這一D-A反應,因為8的硅基部分對Lewis酸敏感。用四氫鋁鋰處理15脫除手性助劑XTBS保護基并還原羰基,再用TBSCl選擇性保護伯醇得到16。16與酸17通過Mitsunobu反應發(fā)生構(gòu)型翻轉(zhuǎn)的酯化反應得到酯7,再在KHMDS / TMSCl / Et3N條件下在-78 ℃發(fā)生Ireland-Claisen重排,以91%的產(chǎn)率和3:2dr選擇性得到羧酸18,接著通過Barton的一鍋法脫羧法得到關(guān)鍵中間體官能化環(huán)己烯20,產(chǎn)率為72%。

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圖源:Org. Lett.

20出發(fā),作者開始構(gòu)建(+)-Sarain A的二氮雜三環(huán)十一烷核心骨架(Scheme 3)。用TBAF脫除20的硅保護基,再通過甲磺酰化和親核取代以總產(chǎn)率67%得到腈21,其通過DIBAL-HNaBH4的連續(xù)還原得到醇22,兩步收率為90%;再使用PPTSTBSCl22MOM保護基轉(zhuǎn)為TBS保護基得到2323m-CPBA作用下發(fā)生環(huán)氧化,收率為90%;再用Me2AlCN對環(huán)氧化物進行開環(huán)和取代,最后通過Martin試劑脫水得到烯基腈24,兩步總產(chǎn)率為72%。用TBAF處理24脫去硅保護基,再通過甲磺?;童B氮取代,以高收率得到關(guān)鍵中間體二疊氮化物6。在o-DCB中加熱到180 ℃,6消去一分子氮氣發(fā)生氮雜環(huán)丙烷化,以36%的產(chǎn)率得到25,同時有41%的四唑產(chǎn)物26生成。分離得到25后,用三苯基膦還原另一個疊氮基團得到伯胺,再在CeCl3催化下分子內(nèi)親核進攻打開氮雜三元環(huán)得到二氮雜三環(huán)十一烷4,兩步總收率為67%。

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圖源:Org. Lett.

得到關(guān)鍵骨架4后,作者著手完成分子中的十三元大環(huán)(Scheme 4)。使用對甲苯磺酰氯處理4,可得到兩種單保護產(chǎn)物27a44%)和27b41%),后者可通過Li/萘復原為4。27a通過溫和的催化氫化脫去芐基保護基,以81%的產(chǎn)率得到醇28,其與醛29進行還原胺化得到氮上帶端烯側(cè)鏈的胺30,產(chǎn)率為89%。30的羥基通過DMP氧化和Wittig亞甲基化得到二烯3;3再在Grubbs I催化劑作用下進行RCM反應,產(chǎn)率為79%,最后以75%的產(chǎn)率氫化得到目標產(chǎn)物2.

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圖源:Org. Lett.

總結(jié):秦勇教授課題組完成了(+)-Sarain A的核心骨架4的不對稱合成,其關(guān)鍵步驟是通過疊氮化物構(gòu)建氮雜環(huán)丙烷并進行分子內(nèi)親核開環(huán)得到二氮雜三環(huán)十一烷骨架。同時,通過Ireland-Claisen重排構(gòu)建手性中心和RCM構(gòu)建大環(huán)的步驟也可圈可點。該項研究或?qū)?/span>Sarain A一系天然產(chǎn)物的全合成提供新的思路。

撰稿人:吳強

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