長春應化所吲哚類天然產物全合成研究獲進展

2020-12-25 中國科學院

長春應化所吲哚類天然產物全合成研究獲進展

2020-12-24 長春應用化學研究所

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　　Dippinine-Chippiine類天然產物（圖1，1–11）是依波加天然產物次級代謝物中的一個亞家族，具有獨特的強剛性[6.5.6.6.7]稠環骨架，尤其是所含的手性氮雜[3.3.1]橋環骨架，在吲哚類天然產物中較為罕見。此外，分子中含有包括橋頭手性季碳在內的多個手性中心，且受C20位絕對構型的影響，Dippinine類分子（2–6）中的全碳六元環為椅式構象，而Chippiine分子（8–10）中的六元環為船式構象。活性方面，該類天然產物對逆轉腫瘤細胞的耐藥性，具有潛在的良好活性。基於其獨特、新穎、複雜的結構特徵帶來合成上的挑戰性以及潛在的生物活性，開展此類天然產物的全合成研究，對推動有機合成新方法、新策略的發展，對深入開展相關天然產物及其新型類似物生物活性的研究，均有重要科學意義。

　　近日，中國科學院長春應用化學研究所所韓福社課題組在報導了Dippinine-Chippiine同系天然產物(+)-Tronocarpine（圖1，1）的首次不對稱全合成及其絕對構型確定後（Angewandte Chemie International Edition, Frontispiece cover; Tetrahedron），在該領域的研究中再次取得重要進展。研究設計並發展出以吲哚-內醯胺衍生物12（圖2）與丙烯醛衍生物的不對稱Michael/aldol串聯反應構建手性氮雜[3.3.1]橋環骨架衍生物（13和14）、分子內氮雜SN2』反應構建含氮七元雜環（15→16；18→19）、Stille偶聯引入[3.3.1]橋環側基官能團（16→17）及催化劑控制的立體選擇性氫化（19→9–11）等為關鍵反應的發散式合成路線策略，實現了系列依波加次級代謝天然產物dippinine B（4）和C（5），10,11-demethoxychippiine（9），3-O-methyl-10,11-demethoxychippiine（10）、3-hydroxy-3,4-secocoronaridine（11）五個天然產物的首次不對稱多樣性全合成，以及C11位脫甲氧基demethoxydippinine A（3）和demethoxydippinine D（7）兩個類似物的不對稱合成。該研究發展建立的合成新策略和方法對該家族中其他天然產物的合成具有重要參考價值，對於深入開展此類天然產物及其類似物生物活性研究奠定了重要基礎。

　　相關研究成果發表在Angewandte Chemie International Edition上，並被JACS主編Carreira在Synfacts上進行亮點工作介紹。長春應化所博士生周杰、談東興（共同第一作者）為論文第一作者，研究工作得到國家自然科學基金委員會的資助。

　　論文連結 

圖1.部分Dippinine-Chippiine類天然產物的結構

圖2.部分Dippinine-Chippiine類天然產物的合成路線


　　Dippinine-Chippiine類天然產物（圖1，1–11）是依波加天然產物次級代謝物中的一個亞家族，具有獨特的強剛性[6.5.6.6.7]稠環骨架，尤其是所含的手性氮雜[3.3.1]橋環骨架，在吲哚類天然產物中較為罕見。此外，分子中含有包括橋頭手性季碳在內的多個手性中心，且受C20位絕對構型的影響，Dippinine類分子（2–6）中的全碳六元環為椅式構象，而Chippiine分子（8–10）中的六元環為船式構象。活性方面，該類天然產物對逆轉腫瘤細胞的耐藥性，具有潛在的良好活性。基於其獨特、新穎、複雜的結構特徵帶來合成上的挑戰性以及潛在的生物活性，開展此類天然產物的全合成研究，對推動有機合成新方法、新策略的發展，對深入開展相關天然產物及其新型類似物生物活性的研究，均有重要科學意義。
　　近日，中國科學院長春應用化學研究所所韓福社課題組在報導了Dippinine-Chippiine同系天然產物(+)-Tronocarpine（圖1，1）的首次不對稱全合成及其絕對構型確定後（Angewandte Chemie International Edition, Frontispiece cover; Tetrahedron），在該領域的研究中再次取得重要進展。研究設計並發展出以吲哚-內醯胺衍生物12（圖2）與丙烯醛衍生物的不對稱Michael/aldol串聯反應構建手性氮雜[3.3.1]橋環骨架衍生物（13和14）、分子內氮雜SN2』反應構建含氮七元雜環（15→16；18→19）、Stille偶聯引入[3.3.1]橋環側基官能團（16→17）及催化劑控制的立體選擇性氫化（19→9–11）等為關鍵反應的發散式合成路線策略，實現了系列依波加次級代謝天然產物dippinine B（4）和C（5），10,11-demethoxychippiine（9），3-O-methyl-10,11-demethoxychippiine（10）、3-hydroxy-3,4-secocoronaridine（11）五個天然產物的首次不對稱多樣性全合成，以及C11位脫甲氧基demethoxydippinine A（3）和demethoxydippinine D（7）兩個類似物的不對稱合成。該研究發展建立的合成新策略和方法對該家族中其他天然產物的合成具有重要參考價值，對於深入開展此類天然產物及其類似物生物活性研究奠定了重要基礎。
　　相關研究成果發表在Angewandte Chemie International Edition上，並被JACS主編Carreira在Synfacts上進行亮點工作介紹。長春應化所博士生周杰、談東興（共同第一作者）為論文第一作者，研究工作得到國家自然科學基金委員會的資助。
　　論文連結 
　　圖1.部分Dippinine-Chippiine類天然產物的結構
　　圖2.部分Dippinine-Chippiine類天然產物的合成路線
　　

列印 責任編輯：侯茜

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