瑞香烷型二萜类天然产物具有重要的生理活性,如抗癌、抗HIV、细胞毒性等。其中,Resiniferatoxin(1)因独特的结构和活性而受到广泛关注。近日,美国加州大学伯克利分校的Thomas
J. Maimone教授团队在J. Am. Chem. Soc.上发表了题为Total Synthesis of Resiniferatoxin(1)”的论文(DOI: 10.1021/jacs.2c08200),报道了通过立体选择性的Aldol缩合、SmI2介导的自由基环化/HAT串联以及环氧化物离子化串联反应,以15步合成了天然产物Resiniferatoxin(1)。
瑞香烷型二萜类天然产物(DDOs)是许多大戟属植物中的重要成分,具有5/7/6三环骨架、连续的手性中心和原酸酯等结构(图1A)。该类天然产物为人类提供了多种具有活性的先导药物Resiniferatoxin(1)是DDO类天然产物中的代表化合物之一,其是一种有效的TRPV1 激动剂和潜在的镇痛剂,因独特的结构和功能而备受关注。近些年来,有机化学家对该类天然产物的合成研究仍然比较缓慢,仅成功完成了两例瑞香烷型二萜类天然产物的全合成。对于Resiniferatoxin(1)的全合成,仅有Wender教授以[5+2]环加成策略构建了6/7并环,完成其全合成工作。在本研究中,Thomas
J. Maimone教授团队报道了天然产物Resiniferatoxin(1)的全合成路线。
作者以合成多个生物活性的DDQ天然产物为目标开展研究,如Kirkinine(2), Yuanhuapin(3), Rediocide A(4), Gnidimacrin(5)。手性池策略取得了很大成功,但对于不同氧化程度的DDO分子的构建仍然存在挑战,尤其是化合物2-5。随后,作者以Resiniferatoxin(1)为主要目标,将其分解为包含A环、B环的5,7-稠合氢化薁(6)砌块以及线性醛(7)(图1B),并希望利用单电子和双电子C-C键形成策略直接高度化学、区域和立体选择性组装C环,即通过Aldol缩合形成C8-C14键,自由基环化形成 C9-C11 键。
图1 DDO类天然产物的概述。(图片来源:JACS)
首先,作者进行低氧态Resiniferatoxin(1)分子中核心骨架氢化薁的构建。作者采用市售的(Z)-3-碘丙烯酸甲酯为起始原料,经过还原、3-甲基环戊烯酮的Aldol缩合以及原位TMS保护三步获得非对映异构体酮9和10。随后,9经过DBU处理即可转换为10,10与烯丙基溴化镁发生加成反应获得叔醇11。最后,11发生7-exo Heck 环化完成氢化薁(12)的构建。值得注意的是,10→12可以一锅法制备。
接下来,氢化薁(12)与TMSCl反应以及后续通过硅胶柱层析获得游离醇(13),13经过DMP氧化、m-CPBA选择性氧化、共轭硼化/氧化、DATMP环氧异构以及TBS保护四步获得(±)-16。(±)-16原位锂化后与(±)-17经过渡态18反应,可以以80%的收率和3:1的dr值获得(±)-19和(±)-13,15-epi-19。随后,19经SmI2介导的自由基环化/HAT串联,即通过过渡态20-22间的6-exo-trig和1,5-HAT过程获得关键的三环中间体23。
图2 天然产物Resiniferatoxin的全合成。(图片来源:JACS)
最后,三环中间体23经LAH脱碘、苯乙酸和樟脑磺酸的三甲基原酸酯处理、DMP氧化C3羟基、TBAF脱保护以及Mitsunobu条件下引入原酸酯,五步完成天然产物Resiniferatoxin(1)的全合成
综上所述,Thomas
J. Maimone教授团队报道了天然产物Resiniferatoxin(1)的全合成,其关键步骤为立体选择性的Aldol 缩合、SmI2介导的自由基环化/HAT串联以及环氧化物离子化串联反应。
Total Synthesis of
Resiniferatoxin
Vasil H. Vasilev,
Lukas Spessert, Kuan Yu, and Thomas J. Maimone.*J.
Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c08200.
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