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Hirtellanine A和Hirtellanine B为豆科植物大红袍(Campylotropis hirtella)中分离出的两个具有良好活性的天然产物,前者具有很强的免疫抑制活性,后者对人体淋巴肿瘤细胞生长具有显著的抑制活性。为了进一步研究其生物活性和结构的关系,我们对其开展了全合成研究。我们分别以线性合成和汇聚合成两种策略完成了Hirtellanine A的全合成(Scheme2和Scheme3),值得一提的是,我们发展出黄酮类化合物合成中区域选择性关环的方法,即可分别区域选择性地合成3和1(Scheme1),有效地解决了以往文献中此类化合物进行Claisen热重排时选择性差的难题。同时我们也发现醌式化合物4在酸性条件下能够实现一锅内脱保护及随后的一系列关环异构化反应,高效率地得到了目标化合物。
Scheme1.汇聚合成Hirtellanine A的亮点
Scheme2. Hirtellanine A的线性合成路线
Scheme3. Hirtellanine A的汇聚合成路线
Scheme4. Hirtellanine B的合成路线在完成Hirtellanine A的合成的基础上,我们发展了HirtellanineB的高产率的合成方法,以八步反应45%的收率完成了Hirtellanine B的全合成(Scheme4)。值得一提的是,在对HirtellanineA和HirtellanineB的合成研究中,我们发现氰乙酸乙酯能够作为氰源与卤代芳香化合物5在钯试剂催化下进行腈基化反应,我们对该反应条件作了优化并拓展了应用范围,并对反应机理也作了初步探索。由于氰乙酸乙酯无毒且廉价,因此该反应具有一定的应用前景。
Scheme5.氰乙酸乙酯作为氰源在芳香腈化合物合成中的应用
环巴胺作为第一个被发现的对Hedgehog信号通路起抑制作用的异甾体生物碱,具有良好的抗癌活性,由于其天然含量低,化学结构复杂,因此我们开展了环巴胺的合成研究。
1.以贝母辛为原料,根据Bamford-Stevens反应采用一锅煮方式高产率地合成出了环巴胺。由于原料来源丰富,反应操作简单,产物无需柱层析纯化等诸多优点,这种方法具有一定的工业应用前景。
Scheme6.由贝母辛到环巴胺的转化
2.以氢化可的松为原料,通过一系列反应在C-12位引入β羟基得到了重要中间体7,由中间体7到异甾体的重排反应正在研究中。
Scheme7.由氢化可的松到环巴胺的转化
3.本文对环巴胺全合成进行了探索研究。探索了几种构建环巴胺异甾体骨架的关键反应,我们发现两个片段8和9在Yb(OTf)3催化下,可以高产率地给出偶联产物10,随后的分子内关环研究正在进行之中。
Scheme8.以双Micheal反应为关键步骤的环巴胺的合成
另外,在环巴胺全合成的探索过程中,我们发现茚烯酮11能够进行两分子【2+4】加成反应,在不同的条件下分别给出苯并[c]芴酮12及6α,11β-二氢苯并[c]芴酮13。两分子茚烯酮11在立体控制下可实现8,9-二氢苯并[a]芴酮即芳香异甾体14的合成,这种生成芳香异甾体的途径有望应用于包括环巴胺在内的一系列异甾体天然产物的全合成中。
Scheme9.两分子茚烯酮【2+4】环加成反应