甾體類天然產物在生物體內常常充當信號分子,因此具有重要的生理活性。該家族中的一小部分成員具有破缺的骨架結構,被稱為開環甾體 (secosteroids),其化學合成和生物活性研究尚未引起充分關注。2015年,筑波大學的Kigoshi研究組報道了從海兔Aplysia kurodai中分離的開環甾醇aplysiasecosterol A (Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 7073)。該化合物的自然含量非常稀少,但具有特別的化學結構:三環雙酮母核通過碳-碳單鍵連接高度取代的環戊烷側鏈,分子中連續8個手性中心對化學合成提出了一定挑戰。
中國科學院上海有機化學研究所李昂課題組近期完成了系列多環天然產物的全合成 (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 952; J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4227; J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9025)。最近,該組的陸釗洪、張翔、郭志聰等合作完成了aplysiasecosterol A的首次全合成 (J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9211)。基于該分子結構中隱含的對稱性,他們采取去對稱化策略構建了左片段的全碳季碳手性中心,并通過自由基環化形成剛性的三環結構;利用Aggarwal鋰化-硼基化和Zweifel-Evans烯基化,快捷地制備了含有連續叔碳手性中心的右片段。兩個片段的連接借助了Oshima等發展的Reformatsky類型反應,再經脫水得到共軛烯酮中間體。合成后期的關鍵步驟是氫原子轉移引發的自由基環化反應,以較高的環合效率和立體選擇性一步形成三個連續的全碳手性中心。此合成路線的最長線性序列僅有14步。
此項研究得到了中科院戰略性先導科技專項(B類)、國家自然科學基金杰出青年科學基金、創新研究群體等的資助。
上海有機所在多環天然產物全合成研究中取得進展
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