天然产物全合成研究取得重要进展

发布日期:2016-02-19     浏览次数:次   

       黄培强教授课题组研究人员最近完成了海洋天然产物Haliclonin A的首次全合成并对其绝对立体化学进行了确认,相关成果以“Organocatalytic, Asymmetric Total Synthesis of (-)-Haliclonin A”为题在线发表在Angew. Chem. Int. Ed. (2016, 55, 10.1002/anie.201512005)。

                     
       天然产物的全合成是有机化学的核心研究领域之一,不仅体现一个国家有机合成化学的综合实力,而且将为开展具有自主知识产权的药物研发提供技术支撑和物质基础。Haliclonin A是韩国Shin小组从韩国水域一种蜂海绵属Haliclona海绵中提取出的一种与sarains生物碱生源合成途径相似而又具有独特结构特征的大环生物碱,具有抗菌、杀虫及抗肿瘤等生物活性。Haliclonin A的结构独特性在于其桥环内酰胺-酮核心骨架,桥环两侧分别各交叉连结着一个大环亚结构,并含三个叔碳手性中心和一个桥头全碳季碳手性中心。由于该天然产物核磁共振氢谱复杂,部分立体化学尚未确定,且其绝对立体化学存在相互矛盾的结论。这些使得其全合成具有挑战性。

       黄培强教授课题组长期致力于天然产物的全合成研究,经31步反应率先完成了Haliclonin A的不对称全合成工作。关键反应包括:(1)通过课题组发展的有机小分子催化的硝基甲烷对烯酮的不对称Michael反应,高对映选择性地建立全碳季碳手性中心;(2)通过钯促进的硫代氨基甲酸酯与烯酮间的偶联反应构筑桥环骨架;(3)首次将二碘化钐用于烯酮与脂肪醛的分子间还原偶联反应;(4)采用烯烃复分解反应与炔烃复分解反应分别构筑分子内的饱和大环与不饱和多官能团大环;(5)发展了氮羰基盐AZADO+BF4-促进的烯醇转化为烯酮的反应,引入α,β-不饱和酮的环外双键。

       该研究工作是在黄培强教授的指导下,以博士生郭联东为主力、硕士生黄雄志和本科生曹文森同学全力配合共同完成的工作。罗世鹏博士在其攻读博士学位期间即开展该课题的研究,初步形成了研究框架,为后续研究奠定了坚实的基础。课题组叶剑良副教授参与部分核磁及单晶等数据解析,阮源萍教授参与手性分析及分离工作。研究工作得到了国家自然科学基金委(项目批准号:21472153)、科技部重大基础研究计划(973计划) 项目“具有重要生物活性的天然有机产物的化学合成” 课题六:“全新方法和策略的天然产物全合成”(项目批准号:2010CB833200)、国家基础科学人才培养基金(项目批准号:J1310024)、教育部“长江学者和创新团队发展计划”和“应用有机化学国家重点实验室(兰州大学)”的资助。

       论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201512005/full

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