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周強輝課題組“伯克利酸的精準全合成”取得新突破
發佈時間:2021-01-18 15:04  作者:  來源:化學與分子科學學院  閲讀:

新聞網訊(通訊員化苑)11月30日,國際頂級期刊《德國應用化學》在線發表了我校化學與分子科學學院周強輝教授(高等研究院兼職研究員)課題組的最新研究成果:通過協同催化策略高效合成伯克利酸((–)-berkelicacid),論文題目為“A Concise Total Synthesis of (–)-BerkelicAcid”(《伯克利酸的精準全合成》),該工作被選為熱點文章。

副教授程鴻剛和博士研究生楊振杰為本論文的共同第一作者,周強輝教授為通訊作者。這項研究得到了國家自然科學基金委和武漢大學海外人才啓動基金的支持。

(–)-Berkelicacid是一種具有獨特的四環異色滿螺縮酮結構的天然產物,由Stierle教授團隊於2006年從位於美國蒙大拿州的伯克利露天礦湖裏的青黴菌中首次分離得到。據報道,該化合物能有效抑制基質金屬蛋白酶(MMP-3)以及半胱氨酸蛋白酶-1的生理活性,並且對卵巢癌細胞株(OVCAR-3)也表現出較好的藥理活性 (GI50 = 91 nm)。由於(–)-berkelicacid新穎的結構特點、較好的生物活性,僅存在於極端的環境中,且含量少、分離困難,因而受到有機合成化學家的廣泛關注(圖1)。

圖1. 天然產物(-)-berkelicacid的化學結構

周強輝教授課題組一直致力於高效有機合成研究。在前期研究的基礎上,他們以自主開發的環氧化合物參與的三組分Catellani/oxa-Michael加成串聯反應、一鍋法脱保護/酸催化的螺縮酮化、以及鎳催化的還原偶聯反應為關鍵步驟,實現了(–)-berkelicacid的全合成(圖2)。在該合成工作中,他們採用了高效協同催化的策略,快速獲得了重要的中間體;同時多次運用串聯反應以及一鍋法操作,縮短了整個合成所需步驟;之後,採用酶催化的去對稱化策略,也顯示出生物化學與有機合成緊密結合的重大意義;此外,將新穎的還原偶聯反應等有機合成方法學應用於天然產物合成中,對於促進發展新的合成方法學也具有十分重要的意義。

圖2. (–)-Berkelicacid的全合成

最終,課題組以8步最長線性步驟完成了天然產物(–)-Berkelicacid的高效全合成。該合成路線具有以下亮點:Catellani/oxa-Michael串聯反應快速合成異色滿分子骨架;一鍋法脱保護/螺縮酮化反應實現四環核心骨架的構建,僅用一個手性中心實現了另外4個手性中心的高效控制;在合成的後期採用鎳催化還原偶聯策略實現側鏈的高效連接。

(編輯:肖珊)

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