石松植物千層塔（Lycopodium serratum）是一種匍匐的不開花植物，它被順勢療法用於治療許多疾病。它含有一些強大的生物鹼，已經讓很多科學家對它們產生了科學和醫學上的興趣。然而，這種植物製造的許多這些化合物含量極低，阻礙了檢驗它們的治療價值的努力。
對於一種稱為Serratezomine A的化合物——它可以說是這些生物鹼中最複雜的一種——含量已經不再是一個問題。這種生物鹼可能具有抗癌屬性，而且可能治療記憶喪失。來自範德比爾特大學的一組合成化學家在3月18日出版的《美國化學會雜誌》上報告說，他們提出了一種從零開始製造這種分子的有效方式。
這組科學家用了6年時間才開發出這一過程，這是由於他們需要發明一些全新的化學方法從而完成這一合成。這些方法可以讓合成其他石松生物鹼以及具有治療潛力的其他天然化合物變得更容易。
除了它們用於治療的可能性，這些化合物引起了範德比爾特大學的這組化學家的興趣還因為它們是生物生產的所有小分子中結構最複雜而且功能最密集的一些。這些化合物是由碳原子和氮原子組成了獨特的環結構。
「這是一個挑戰性的問題，」領導這項研究的化學教授Jeffrey Johnston說。「開發一種新的化學反應然後把它應用於天然產品的目標需要數年時間。因此，一旦我們開始，我們就不能停下來。」
在全合成化學領域，僅僅發現合成一種天然分子的方法是不夠的。這個過程必須產生足夠多的分子用於測試其生物活性。這意味著這個過程中的順序步驟數量——化學家稱之為過程的最長線性序列——應該儘可能地少，從而讓產量最大化。例如，如果一個序列有30步，而每步有80%的產率，這個序列的總產率大約是0.1%。但是，一個低產率的步驟就能讓這個過程變得無用。
Johnston 說，Serratezomine A合成的最長線性序列是15步，它的總產率是1.7%。那相當於平均每步的產率是77%。這組化學家利用一種名為會集法的策略讓這一序列保持這麼短。他們在主序列進行的同時製備了關鍵成分之一。
Johnston已經把他的研究組製備的Serratezomine A交給了範德比爾特大學的藥物發現項目，後者的任務是鑑定適合進行前臨床試驗的新型藥劑，從而評估它的治療價值。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
J. Am. Chem. Soc., 2009, 131 (10), pp 3470–3471 DOI: 10.1021/ja900536d
Total Synthesis of the Lycopodium Alkaloid (+)-Serratezomine A
Aroop Chandra, Julie A. Pigza, Jeong-Seok Han, Daniel Mutnick and Jeffrey N. Johnston*
Department of Chemistry and Vanderbilt Institute of Chemical Biology, Vanderbilt University, Nashville, Tennessee 37235-1822
The first total synthesis of (+)-serratezomine A is described. Key aspects of the synthesis include (a) the first deployment of free-radical-mediated vinyl amination (an intramolecular alkyne aminostannation) in a complex target synthesis, (b) the use of a β-stannyl enamine as the lynchpin for convergent assembly of the natural product backbone, (c) the use of an oxidative allylation promoted by cerium(IV) (CAN) to establish the all-carbon quaternary chiral center with the proper configuration, and (d) an intramolecular substitution reaction to form the sensitive bridging lactone. Overall, 15 steps (longest linear sequence) are required to prepare the natural product from a commercially available aldehyde, and assembly of the contiguous array of six stereocenters is accomplished with high stereocontrol.