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上海有机所在开环甾体天然产物Pinnigorgiols的合成研究中取得进展
2021-03-30 中科院天然产物有机合成化学重点实验室 | 【】【打印】【关闭

  开环甾体是指甾体的6/6/6/5-四环母核骨架上发生碳-碳键断裂形成的高度氧化产物,其不仅在氧化态上具有丰富的变化,而且可以通过进一步的骨架重排形成更为复杂的甾体天然产物。2016年,台湾中山大学的Ping-Jyun Sung等人从台湾柳珊瑚Pinnigorgia sp.中分离得到9,11-开环甾体pinnigorgiols B和E,并通过光谱实验确定其结构。Pinnigorgiols B, E具有新颖的三环[5,2,1,1]癸烷骨架结构:从一般的甾体骨架转化为该三环骨架时,不仅需要进行碳-碳键的选择性断裂,还需要进行精确的碳-碳键迁移和重组,因此该家族天然产物是复杂开环甾体化合物中具有代表性的分子,其化学合成极具挑战性。目前仅中国科学院上海有机化学研究所李昂课题组在2018年报道了与pinnigorgiols B, E具有相同骨架结构的aplysiasecosterol A的全合成(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9211)。 

  近期,中国科学院上海有机化学研究所桂敬汉课题组完成了pinnigorgiols B和E的首次合成(J. Am. Chem. Soc. 2021, 10.1021/jacs.0c13426)。受Kigoshi等人提出的aplysiasecosterol A生源合成的启发(Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 7073),他们设计了半频哪醇重排和酰基自由基环化的策略来进行三环双酮核心骨架结构的构建。他们以麦角甾醇(ergosterol)为起始原料,在引入9, 11-双键后进行5, 6-双键的双羟化反应,所得到的三烯化合物通过烯烃选择性还原得到仅9, 11-双键保留的产物,后者发生半频哪醇重排反应构建五并七元环结构。后续他们经过9, 11-双键和5, 6-双键的氧化断裂反应得到环戊烯二酮中间体,并将其转化为Crich等人发展的酰基自由基前体,即芳基碘代硫酯中间体,最后通过酰基自由基环化/半缩酮化串联反应,以一步反应构建了天然产物的三环双酮骨架结构和三个连续的手性中心,高效简洁地完成开环甾体天然产物pinnigorgiols B和E的首次合成(总计15和16步反应)。该工作展示了在天然产物仿生合成研究中,虽然生源合成假说中所提出的天然产物合成途径无法在实验室中实现,但它也可用于启发发展一种简洁、实用和高效的合成路线。

  桂敬汉课题组的博士研究生李星辉和张泽良是论文的共同第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金面上项目、中国科学院战略性先导科技专项(B类)和先正达公司的资助。

图 开环甾体天然产物Pinnigorgiols的简洁合成

  

 
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