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昆明植物所在天然产物perezoperezone全合成中取得重要进展

文章来源:植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室  |  发布时间:2019-10-30  |  作者:邓军  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  结构复杂多样的天然产物一直以来都是小分子药物发现的重要来源,尽管天然产物结构丰富多样但其自然来源往往十分有限,难以对其化学性质及生物活性开展深入研究,因此,如何简洁、高效、大量地获得具有特定结构天然产物及其类似物成为了天然产物化学合成、生物合成及有机合成方法学的重要研究内容。 

  一直以来,天然产物的全合成工作都是始于目标天然产物分子的结构(官能团或者空间拓扑结构),合成化学家根据其结构特征,通过基于官能团转化的逆合成分析或基于生源合成启发的仿生合成设计,利用现有的有机合成方法学完成目标分子的全合成。然而,受天然产物结构启发,开发新的反应方法学(而非利用现有的合成方法学),并将此方法学应用于天然产物或天然产物类似物的合成,是一种新的合成策略。近日,中科院昆明植物所天然产物合成化学团队邓军课题组利用这一策略完成了perezoperezone全合成,并发展了一类全新的对苯醌分子间[5+2]环加成二聚反应。 

 

图1 Perezoperezone的首次全合成及对苯醌5+2反应机理研究 

  Perezoperezone是从加勒比海附近的软珊瑚(Pseudopterogorgia rigida)中分离到的没药烷型二聚体海洋天然产物,由于含量极低,未能开展其活性研究。结构方面,perezoperezone具有独特的双环[3.2.1]桥环结构,该类结构广泛存在于天然产物中;生源方面,perezoperezon中双环[3.2.1]桥环是由两分子对苯醌通过分子间的[5+2]环加成二聚产生的(图1a。在分析多个具有双环[3.2.1]桥环的天然产物结构及课题组前期工作基础上(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 14221-14224.),邓军课题组首先建立了铜催化羟基对苯醌分子间[5+2]环加成二聚反应方法学,该反应具有专一的非对映选择性,区域选择性及较高的反应收率(图1a。完成了该5+2反应底物拓展及反应机理研究之后(图1b,作者从简单原料35-二甲氧基甲苯出发,利用对羟基苯醌[5+2]环化二聚反应,9步高效完成了(–)-perezoperezone的首次全合成(图1c 

 

  图2 封面故事 

  该方法在天然产物合成中具有重要应用价值,可应用于一系列具有[3.2.1]桥环结构天然产物的全合成中(如perezoperezoneasperones Ataiwaniadduct F等)。该工作近期发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition, doi: 10.1002/ange.201911978)上,由于该工作的重要性被编辑选为Frontispiece(卷首文章)(图2。中国古代思想家老子“道法自然”的哲学思想与现代天然产物合成中仿生合成的理念不谋而合,图中并排双飞的仙鹤与perezoperezone二聚分子三维结构十分相似,左侧高山代表昆植所(Logo见左侧)。论文第一作者及并列第一作者分别为博士生龙扬(四川大学联合培养)和博士生丁一鸣(云南大学联合培养),邓军研究员为论文通讯作者。上述研究工作得到了国家自然科学基金(21871278),科学院百人计划(No. 2017-022)及植物化学国家重点实验室等项目资助。 

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(责任编辑:李雪)

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原本山川 极名草木