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昆明植物所在天然產(chǎn)物perezoperezone全合成中取得重要進展 文章來源:植物化學與西部植物資源持續(xù)利用國家重點實驗室 | 發(fā)布時間：2019-10-30 | 作者:鄧軍 | 瀏覽次數(shù)： | 【打印】 【關(guān)閉】 結(jié)構(gòu)復雜多樣的天然產(chǎn)物一直以來都是小分子藥物發(fā)現(xiàn)的重要來源，盡管天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)豐富多樣但其自然來源往往十分有限，難以對其化學性質(zhì)及生物活性開展深入研究，因此，如何簡潔、高效、大量地獲得具有特定結(jié)構(gòu)天然產(chǎn)物及其類似物成為了天然產(chǎn)物化學合成、生物合成及有機合成方法學的重要研究內(nèi)容。 一直以來，天然產(chǎn)物的全合成工作都是始于目標天然產(chǎn)物分子的結(jié)構(gòu)（官能團或者空間拓撲結(jié)構(gòu)），合成化學家根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征，通過基于官能團轉(zhuǎn)化的逆合成分析或基于生源合成啟發(fā)的仿生合成設計，利用現(xiàn)有的有機合成方法學完成目標分子的全合成。然而，受天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)啟發(fā)，開發(fā)新的反應方法學（而非利用現(xiàn)有的合成方法學），并將此方法學應用于天然產(chǎn)物或天然產(chǎn)物類似物的合成，是一種新的合成策略。近日，中科院昆明植物所天然產(chǎn)物合成化學團隊鄧軍課題組利用這一策略完成了perezoperezone全合成，并發(fā)展了一類全新的對苯醌分子間[5+2]環(huán)加成二聚反應。
圖1 Perezoperezone的首次全合成及對苯醌5+2反應機理研究 Perezoperezone是從加勒比海附近的軟珊瑚（Pseudopterogorgia rigida）中分離到的沒藥烷型二聚體海洋天然產(chǎn)物，由于含量極低，未能開展其活性研究。結(jié)構(gòu)方面，perezoperezone具有獨特的雙環(huán)[3.2.1]橋環(huán)結(jié)構(gòu)，該類結(jié)構(gòu)廣泛存在于天然產(chǎn)物中；生源方面，perezoperezon中雙環(huán)[3.2.1]橋環(huán)是由兩分子對苯醌通過分子間的[5+2]環(huán)加成二聚產(chǎn)生的（圖1a）。在分析多個具有雙環(huán)[3.2.1]橋環(huán)的天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及課題組前期工作基礎上（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 14221-14224.），鄧軍課題組首先建立了銅催化羥基對苯醌分子間[5+2]環(huán)加成二聚反應方法學，該反應具有專一的非對映選擇性，區(qū)域選擇性及較高的反應收率（圖1a）。完成了該5+2反應底物拓展及反應機理研究之后（圖1b），作者從簡單原料3，5-二甲氧基甲苯出發(fā)，利用對羥基苯醌[5+2]環(huán)化二聚反應，9步高效完成了(–)-perezoperezone的首次全合成（圖1c）。
圖2 封面故事 該方法在天然產(chǎn)物合成中具有重要應用價值，可應用于一系列具有[3.2.1]橋環(huán)結(jié)構(gòu)天然產(chǎn)物的全合成中（如perezoperezone，asperones A和taiwaniadduct F等）。該工作近期發(fā)表在《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition, doi: 10.1002/ange.201911978）上，由于該工作的重要性被編輯選為Frontispiece（卷首文章）（圖2）。中國古代思想家老子“道法自然”的哲學思想與現(xiàn)代天然產(chǎn)物合成中仿生合成的理念不謀而合，圖中并排雙飛的仙鶴與perezoperezone二聚分子三維結(jié)構(gòu)十分相似，左側(cè)高山代表昆植所（Logo見左側(cè)）。論文第一作者及并列第一作者分別為博士生龍揚(四川大學聯(lián)合培養(yǎng))和博士生丁一鳴（云南大學聯(lián)合培養(yǎng)），鄧軍研究員為論文通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金(21871278)及植物化學國家重點實驗室等項目資助。 （責任編輯：李雪）
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