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南科大李闖創(chuàng)團隊Acc. Chem. Res.: Type II [5+2]反應(yīng)與橋環(huán)天然產(chǎn)物全合成 原創(chuàng)

來源:化學加(ID:tryingchem)      2020-03-04
導讀:近日,南方科技大學李闖創(chuàng)團隊在美國化學會《Accounts of Chemical Research》(《化學研究評述》)在線發(fā)表了題為“Total Synthesis of Natural Products with Bridged Bicyclo[m.n.1] Ring Systems via Type II [5+2] Cycloaddition”的特邀綜述性文章。該綜述性論文系統(tǒng)總結(jié)了李闖創(chuàng)團隊近5年來,利用本課題組首次發(fā)展的Type II [5+2]環(huán)加成反應(yīng)作為關(guān)鍵策略,在一系列具有橋環(huán)體系的天然產(chǎn)物全合成中的研究進展與展望。文章鏈接Acc. Chem. Res. 2020, doi.org/10.1021/acs.accounts.9b00640。

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橋環(huán)體系廣泛存在于活性天然產(chǎn)物或藥物中(圖1)。具有橋環(huán)體系的天然產(chǎn)物,一直是全合成領(lǐng)域中極具挑戰(zhàn)性的一大類目標分子。具有復雜橋環(huán)體系的明星分子并已經(jīng)成藥的天然產(chǎn)物有:紫杉醇(Taxol)與巨大戟醇甲基丁烯酸酯(Ingenol mebutate)。其中,紫杉醇具有雙環(huán)[5.3.1]橋環(huán)體系,是已發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的天然抗癌藥物之一,在臨床上已經(jīng)廣泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分頭頸癌和肺癌的治療。巨大戟醇(Ingenol)具有雙環(huán)[4.4.1]橋環(huán)體系,其衍生類似物Picatoingenol mebutate)在臨床上已經(jīng)用于日光性角化病的局部治療。由于橋環(huán)天然產(chǎn)物具有廣泛和重要的生理活性,其相關(guān)的全合成研究一直是合成化學家持續(xù)關(guān)注的焦點,但是橋環(huán)體系的環(huán)張力普遍較高,其合成難度相對于并環(huán)體系更具有合成挑戰(zhàn)性。文獻中鮮有關(guān)于一步直接合成橋環(huán)體系的高效通用合成方法的報道。 

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1. 具有橋環(huán)體系的代表性天然產(chǎn)物(圖片來源:Acc. Chem. Res.

發(fā)展高效通用的合成方法來構(gòu)建橋環(huán)體系,是合成化學領(lǐng)域長期以來充滿挑戰(zhàn)性的科學難題之一。南科大李闖創(chuàng)團隊于2014年首次發(fā)展了Type II [5+2]環(huán)加成反應(yīng),該獨特反應(yīng)對于構(gòu)建高度官能團化的雙環(huán)[m.n.1]橋環(huán)體系具有良好的普適性,而且為高效的構(gòu)建橋頭雙鍵提供了一條簡便的合成策略(Angew. Chem. Int. Ed. 201554, 1745)。該團隊經(jīng)過數(shù)年的不懈研究,發(fā)現(xiàn)該方法學的反應(yīng)前體易得,且具有獨特的非對映選擇性,而這些特性對于復雜橋環(huán)天然產(chǎn)物的全合成研究極其重要。近幾年來,該團隊采用Type II [5+2]環(huán)加成反應(yīng)作為關(guān)鍵策略,相繼攻克了數(shù)個合成挑戰(zhàn)度很高的活性天然產(chǎn)物;例如,20184月,在國際上首次完成了具有雙環(huán)[4.4.1]橋環(huán)體系的甾體天然產(chǎn)物Cyclocitrinol的不對稱全合成(J. Am. Chem. Soc. 2018140, 5365);20192月,首次完成了具有獨特的雙環(huán)[4.4.1]橋環(huán)體系和乙烯基環(huán)丙烷片段的活性二倍半萜類天然產(chǎn)物Cerorubenic acid-III的不對稱全合成(J. Am. Chem. Soc. 2019141, 2872);20199月,完成了具有雙環(huán)[5.3.1]橋環(huán)體系的明星二萜分子Vinigrol的高效不對稱全合成,為該分子合成歷史上最短的合成路線(J. Am. Chem. Soc. 2019141, 15773)。

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2. Type II [5+2]環(huán)加成在橋環(huán)天然產(chǎn)物全合成中的應(yīng)用(圖片來源:Acc. Chem. Res.

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圖3. Cyclocitrinol的不對稱全合成(圖片來源:Acc. Chem. Res.

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4. Cerorubenic acid-III的不對稱全合成(圖片來源:Acc. Chem. Res.

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5. Vinigrol的高效不對稱全合成(圖片來源:Acc. Chem. Res.

總結(jié)李闖創(chuàng)團隊首次發(fā)展的Type II [5+2]反應(yīng),頗具特色,為橋環(huán)體系與橋頭雙鍵的快速構(gòu)建提供了一個新策略,其團隊利用此獨特反應(yīng)已經(jīng)完成了若干復雜橋環(huán)天然產(chǎn)物的高效全合成。

原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.accounts.9b00640

Accounts of Chemical Research》是美國化學會旗下的著名綜述類學術(shù)期刊,它與美國化學會旗下的另一著名綜述類學術(shù)期刊《Chemical Reviews》以及英國皇家化學會旗下的著名綜述期刊《Chemical Society Reviews》被公認為國際化學化工領(lǐng)域的三大頂級綜述期刊。Accounts of Chemical Research》雜志在化學研究領(lǐng)域深具影響且獨具風格,是化學領(lǐng)域最具權(quán)威的國際性綜述期刊之一,主要是評述通訊作者及其所領(lǐng)銜研究團隊的系統(tǒng)性研究工作。應(yīng)邀在《Accounts of Chemical Research》上撰寫論文,是通訊作者所開展的研究工作具有系統(tǒng)性、創(chuàng)新性和重要國際影響力的標志之一,代表著相關(guān)研究工作的前沿性得到了國際同行的廣泛認可。

 

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撰稿人:詩路化語


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