Angew. Chem. :新型串联环化/扩环反应:crinipellin型四奎烷二萜的发散性合成

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Crinipellins是从crinipellis属真菌中分离得到的四奎烷二萜类天然产物,其中许多成员具有重要的抗菌和抗癌生物活性(图1)。然而,由于其复杂的结构,特别是其拥挤的5/5/5/5四环骨架和三个连续的全碳季碳手性中心,使得高效合成具有挑战性,促使化学家尝试开发高效且多样化的合成路线。



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图1.  Crinipellin型四奎烷二萜的结构

近期,上海交通大学涂永强/侯四化课题组开发了一条简捷、高效且发散性的合成路线,以串联环化/扩环反应、新型的异丙基化反应和串联Wacker氧化/脱氢反应作为关键步骤,以9−11步化学转化实现了6个复杂天然产物crinipellin型二萜的发散式合成(图2)。

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图2. Crinipellin型四奎烷二萜的合成路线

在该研究中,从商业可得的手性环丁酮7出发,通过Horner-Wadsworth-Emmons反应得到化合物9,然后通过组内发展的串联环化/扩环反应,高效构建目标分子的核心5/5/5/5四环骨架和相邻的全碳季碳手性中心,得到四奎烷化合物10。之后在C14位选择性引入缩醛基团,再与 (Me)2CuLi试剂反应,引入正确构型的异丙基取代基,得到化合物12。随后在CuI/MeMgI条件下发生1,4-加成反应构筑大位阻的甲基季碳中心,得到化合物13,其结构通过X射线单晶衍射确认。接着通过新颖的串联Wacker氧化/脱氢反应,高区域选择性地引入共轭烯酮结构单元,得到高级中间体14。最后,通过3至5步化学转化,完成了crinipellin 家族6个分子的发散性全合成。其中O-acetylcrinipellin A (2) 和crinipellin I (6)为首次全合成。

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图3. a.异丙基化反应的普适性研究;b.异丙基化反应的机理研究;c.异丙基化反应的机理推测

另外,作者也对C14-异丙基化反应的普适性和机理进行了深入研究(图3)。机理实验(图3b)证实,该反应可能经E1cb反应和1,6-加成反应得到中间体20,以及第二次的E1cb反应和1,6-加成反应得到异丙基化产物15或12(图3c)。


结合该团队之前基于串联环化/扩环反应对于复杂多环萜类天然产物waihoensene 、phomopsene、madreporanone和niduterpenoid B等活性分子的系统性全合成研究,这些研究为萜类天然产物的生物功能探索奠定了坚实的物质基础。这种创新的合成策略不仅展示了串联环化/扩环反应在快速构建复杂多季碳中心、多环结构中的高效性,还凸显了其在复杂分子合成中的独特优势,在复杂天然产物全合成中展示了巨大的应用潜力。

文信息

Divergent Total Syntheses of Six Crinipellin-Type Diterpenoids through Tandem 4π-Electrocyclization/Dicycloexpansion

Tian Ke, Prof. Dr. Si-Hua Hou, Dr. Yun-Peng Wang, Dr. Kun Fang, Jing-Han Hu, Ka Lu, Prof. Dr. Yong-Qiang Tu


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202501008



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