胡亞劍/何玉濤團(tuán)隊在Angew發(fā)表復(fù)雜環(huán)紫杉烷Taxpropellane仿生合成策略研究成果 獻(xiàn)禮120周年校慶
暨南大學(xué)融媒體中心訊 近日，暨南大學(xué)先進(jìn)與應(yīng)用化學(xué)合成研究院副研究員胡亞劍/研究員何玉濤與南方科技大學(xué)教授李闖創(chuàng)合作，在復(fù)雜天然產(chǎn)物合成領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。他們基于生物啟發(fā)策略，成功實(shí)現(xiàn)了超復(fù)雜環(huán)紫杉烷Taxpopellane的C1,C7-氧取代類似物的高效半合成。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》(IF = 16.9)上，論文首頁提到“謹(jǐn)以此文為暨南大學(xué)120周年校慶獻(xiàn)禮”。
文章發(fā)表頁面截圖
紫杉烷是一大類二萜天然產(chǎn)物，目前已發(fā)現(xiàn)超過550個成員。許多天然紫杉烷具有重要的抗腫瘤活性，其中最著名的代表是抗癌藥物紫杉醇(Taxol)。經(jīng)典紫杉烷具有[6-8-6]三環(huán)骨架，而非經(jīng)典紫杉烷(如環(huán)紫杉烷)則通過額外的跨環(huán)鍵形成更復(fù)雜的籠狀結(jié)構(gòu)。Taxpopellane是從紅豆杉中分離出的一種環(huán)紫杉烷，其結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜：[6-4-5-5-6-5]六環(huán)骨架、11個手性中心、5個季碳，其中組成一個環(huán)丁烷的四個原子全是季碳。這種結(jié)構(gòu)在自然界中極其罕見，合成難度極大。目前還沒有該天然產(chǎn)物的合成報道。但通過半合成獲得其類似物，可為抗癌藥物篩選提供新的先導(dǎo)化合物。
研究團(tuán)隊提出了新的仿生合成策略(圖2)：利用單線態(tài)氧ene反應(yīng)，從含有C4–C5雙鍵和C20-羥基的前體一步構(gòu)建C3–C4四取代雙鍵，繞過了傳統(tǒng)環(huán)氧化/開環(huán)的兩步過程?；谠摷僬f，以商業(yè)化10-脫乙酰基巴卡亭III (10-DAB)為原料，經(jīng)15步反應(yīng)成功合成了Taxpopellane的C1,C7-氧取代類似物。關(guān)鍵步驟包括單線態(tài)氧ene反應(yīng)和光誘導(dǎo)[2+2]環(huán)加成/半縮酮化串聯(lián)反應(yīng)，后者在15分鐘內(nèi)一步構(gòu)建了兩個跨環(huán)C–C鍵、一個C–O半縮酮鍵、四個季碳以及環(huán)丁烷和四氫呋喃環(huán)?；谘芯繄F(tuán)隊開發(fā)的方法，許多環(huán)紫杉烷衍生物被快速制備。生物活性測試顯示，多個合成的Taxpopellane類似物表現(xiàn)出明顯的抗腫瘤活性。
主要研究內(nèi)容
綜上，該工作展示了仿生合成策略在復(fù)雜天然產(chǎn)物合成中的強(qiáng)大能力。所發(fā)展的單線態(tài)氧ene反應(yīng)和光誘導(dǎo)[2+2]環(huán)加成/半縮酮化串聯(lián)反應(yīng)，不僅為Taxpopellane類似物的制備提供了高效路線，也為其他具有跨環(huán)鍵的復(fù)雜紫杉烷的合成提供了可借鑒的方法。此外，本研究揭示了經(jīng)典與非經(jīng)典紫杉烷之間的生源關(guān)聯(lián)性，為進(jìn)一步探索環(huán)紫杉烷這類復(fù)雜二萜天然產(chǎn)物的化學(xué)空間及生物學(xué)活性提供了科學(xué)依據(jù)。
暨南大學(xué)為論文第一作者單位和第一通訊單位。暨南大學(xué)藥學(xué)院碩士生羅文財與江西科技師范大學(xué)王進(jìn)老師為論文共同第一作者，暨南大學(xué)先進(jìn)與應(yīng)用化學(xué)合成研究院胡亞劍副研究員、何玉濤研究員與南方科技大學(xué)李闖創(chuàng)教授為共同通訊作者。碩士生余文虎、謝永彬與孫浩，也作出重要貢獻(xiàn)。該研究得到國家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金及江西省自然科學(xué)基金的支持。
責(zé)編：蘇倩怡