長春應化所吲哚類天然產物全合成研究獲進展

2020-12-24 光明網

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。

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

來源： 長春應用化學研究所

相關焦點

  • 吲哚類天然產物全合成研究獲進展
    在報導了Dippinine-Chippiine同系天然產物(+)-Tronocarpine的首次不對稱全合成及其絕對構型確定後，中科院長春應用化學研究所研究員韓福社課題組在該領域研究中再次取得重要進展
  • 二聚吡咯吲哚生物鹼合成研究取得進展
    複雜天然產物(+)-WIN 64821 和(-)-ditryptophenaline 的高效全合成路線 3a,3a-二聚吡咯吲哚生物鹼是一類廣泛存在於植物、微生物中的次生代謝產物。二聚吡咯吲哚生物鹼獨特的化學結構和顯著的生物活性引起化學界的高度研究興趣，其合成的難點是立體選擇性地構建相鄰的季碳中心，因此高效構建 3a,3a-二聚吡咯吲哚骨架一直是合成化學家研究熱點。 中國科學院昆明植物研究所夏成峰課題組多年來一直致力於吲哚類生物鹼的全合成和相關方法學的研究與開發。
  • 中科院最新科研進展、科技動態 2020.12.24 星期四
    2、合肥研究院線粒體蛋白跨膜轉運研究獲進展3、長春應化所吲哚類天然產物全合成研究獲6、南京土壤所在土壤生物體型影響群落構建研究中獲進展7、新疆天文臺在基於Kepler數據的A型星耀發研究中獲進展8、昆明植物所等在杜鵑花屬植物多樣性維持機制研究方面獲進展9、水生所等在鞭毛膜蛋白N-糖基化修飾調控鞭毛粘附能力研究中獲進展
  • 上海有機所在多環天然產物全合成研究中取得進展
    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。
  • 脂肽類天然產物生物合成獲進展—新聞—科學網
    中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室研究員張長生團隊在脂肽糖苷類抗生素Totopotensamides（TPMs）研究中取得新進展
  • 【中國科學報】脂肽類天然產物生物合成獲進展
    中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室研究員張長生團隊，在脂肽糖苷類抗生素Totopotensamides（TPMs）研究中取得新進展。相關研究近日發表在《ACS化學生物學》上。　　脂肽類天然產物是由非核糖體肽和聚酮雜合途徑合成的一類抗生素，結構中既含有親水性胺基酸單元，又含有疏水性脂肪鏈，表現出抗菌、抗腫瘤和抗病毒等多種生物活性。脂肽類化合物具有良好的成藥性、發展潛力和應用前景。
  • 昆明植物所在二聚吡咯吲哚生物鹼合成研究中取得新進展
    二聚吡咯吲哚生物鹼獨特的化學結構和顯著的生物活性引起化學界的高度研究興趣，其合成的難點是立體選擇性地構建相鄰的季碳中心，因此高效構建 3a,3a'-二聚吡咯吲哚骨架一直是合成化學家研究熱點。　　中國科學院昆明植物研究所夏成峰課題組多年來一直致力於吲哚類生物鹼的全合成和相關方法學的研究與開發。
  • 南海海洋所吲哚倍半萜生物合成研究取得新進展
    海洋來源的放線菌一直是新穎的具有藥用價值的次級代謝產物重要來源，目前已經有很多海洋放線菌來源獨特生物活性天然產物的報導。吲哚倍半萜是很有特色的生物鹼類次級代謝產物，已報導的吲哚倍半萜生物鹼類化合物主要來源於植物和真菌，直到最近兩年，才有一些來源於放線菌的吲哚倍半萜類化合物被發現。
  • Angew:雲南大學夏成峰教授課題組在蕊木屬吲哚生物鹼全合成方面取得重要進展
    近日，雲南大學自然資源藥物化學教育部重點實驗室夏成峰研究員課題組在蕊木屬吲哚生物鹼全合成方面取得重要進展，以題「Enantioselective
  • 上海有機所高效集成合成膽甾醇類天然產物研究獲進展
    但是這類分子由於其在天然界生物體內含量極低，無法通過提取分離方式滿足它們生物活性和構效關係研究的需要，為此發展高效、集成合成特別是能有工業規模前景的膽甾醇類天然產物的方法成為有機合成化學家的挑戰性任務之一。
  • 上海藥物所手性季碳二芳基胺基酸催化不對稱合成研究獲進展
    手性非天然胺基酸結構廣泛存在於天然產物、藥物分子和多功能材料中，作為重要合成砌塊在有機合成中也有廣泛的應用。其中，手性季碳胺基酸因其在藥物化學、蛋白結構組學等方面顯示出的獨特性質而備受化學家們的關注。
  • 蛋白醯化修飾調控天然產物生物合成研究取得進展
    近期，中國科學院上海藥物研究所譚敏佳課題組與華東理工大學葉邦策課題組合作研究，揭示了蛋白賴氨酸醯化修飾在天然產物的生物合成代謝通路中的調控新機制，研究工作發表在8月Cell Chemical Biology（
  • 張長生組脂肽類天然產物Totopotensamides的生物合成研究取得進展
    中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室的研究團隊在脂肽糖苷類抗生素Totopotensamides（TPMs）研究中取得新進展，研究成果近期發表於ACS Chemical Biology。
  • 天師大實現螺羥吲哚和「3,4」-稠合的羥吲哚類化合物的合成
    在眾多合成方法中，過渡金屬催化的合成轉化處於領先地位，是有機化學家構建C-C和C-X鍵的重要策略。過渡金屬催化的多米諾反應是一種高效的合成策略，廣泛應用於藥物和天然產物的合成。羥吲哚類雜環普遍存在於眾多天然產物、藥物和農藥中。特別是螺羥吲哚類化合物具有多種生物活性，如Spirobrassinin、5-HT6拮抗劑和satavaptan等（Fig.1）。
  • 大連化物所發表天然產物微生物合成綜述文章
    該文章深入討論了近年來合成生物學和代謝工程策略構建酵母細胞催化劑，實現複雜天然產物異源合成的研究進展，並對存在的機遇與挑戰進行了展望。　　臨床上使用的小分子藥物有50%直接或間接來源於天然產物。然而，當一種活性天然產物有望成為臨床藥物或先導化合物時，其有限的生物資源往往成為大規模應用的限速步驟。合成生物學和代謝工程的快速發展為稀缺天然產物的快速獲得提供了新思路。
  • 【科研新進展】(102)徐功教授課題組在天然產物全合成方面取得新進展
    近期，植物保護學院徐功教授課題組成功開發了walsucochin降三萜類天然產物的高效全合成路線，在天然產物化學研究領域取得重要進展。中科院上海藥物研究所研究人員先後從越南割舌樹 (Walsura cochinchinensis) 的枝葉中分離得到C24降三萜類化合物walsucochins A/B及walsucochinoids A-R，其結構特點是具有[6/6/5/6]四環系的稠環分子骨架。研究表明，walsucochin B對過氧化氫誘導損傷PC12細胞具有保護作用，因此具有潛在的神經保護作用。
  • 應化所磁共振成像造影劑研究取得新進展
    日前，由中科院長春應化所開發出的5類12種新型磁共振成像造影劑，形成了整套具有自主智慧財產權的磁共振成像造影劑製備技術通過了長春市科技局組織的專家驗收。專家認為，該系列磁共振成像造影劑具有高效、穩定、低毒和肝膽靶向性能特點，顯示出較好的臨床應用前景。
  • 上海有機所在硫肽類抗生素的生物合成機制研究方面獲得進展
    上海有機所在硫肽類抗生素的生物合成機制研究方面獲得進展 2017-09-08 上海有機化學研究所 結合體內生物轉化、體外生化驗證等多種手段，研究人員發現黃素依賴的加氧酶TsrE能夠以還原態黃素FADH2為輔因子，利用O2立體專一性地氧化中間體2-甲基吲哚-3-丙酮酸並形成C3位為S構型的高活潑性的羥基中間體，從而誘發了包括C-N鍵的斷裂和重新形成緊密偶聯在內的水解開環、環化和芳構化反應，促使吲哚轉化為喹啉單元；後者經過修飾與活化之後，
  • 複雜天然產物全合成: 化學合成與生物合成結合的策略
    因此具有重要生物活性的天然產物的全合成及功能研究具有重要意義。天然產物全合成主要包括化學合成與生物合成。化學合成的歷史可以追溯到1828 年Wöhler 實現尿素的合成，隨後的一個多世紀時間裡，天然產物全合成取得了巨大的進展，化學家們不斷挑戰結構複雜的天然產物，完成了包括維生素B12、海葵毒素等一系列具有裡程碑意義的全合成工作。
  • 上海有機所在萜類天然產物wickerols和propindilactone G合成研究...
    在天然產物全合成研究中，發展簡潔、高效的合成策略以實現多個家族天然產物及其類似物的快速合成，對於滿足新藥研發對化合物種類和量的需求具有重要意義，因而受到合成化學家的廣泛關注。此前，中國科學院上海有機化學研究所天然產物有機合成化學重點實驗室桂敬漢課題組通過發展仿生和發散式合成策略以10-12步反應完成了十個甾體天然產物cyclocitrinols的合成（J. Am. Chem. Soc.