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周强辉课题组“伯克利酸的精准全合成”取得新突破
发布时间:2021-01-18 15:04  作者:  来源:化学与分子科学学院  阅读:

新闻网讯(通讯员化苑)11月30日,国际顶级期刊《德国应用化学》在线发表了我校化学与分子科学学院周强辉教授(高等研究院兼职研究员)课题组的最新研究成果:通过协同催化策略高效合成伯克利酸((–)-berkelicacid),论文题目为“A Concise Total Synthesis of (–)-BerkelicAcid”(《伯克利酸的精准全合成》),该工作被选为热点文章。

副教授程鸿刚和博士研究生杨振杰为本论文的共同第一作者,周强辉教授为通讯作者。这项研究得到了国家自然科学基金委和武汉大学海外人才启动基金的支持。

(–)-Berkelicacid是一种具有独特的四环异色满螺缩酮结构的天然产物,由Stierle教授团队于2006年从位于美国蒙大拿州的伯克利露天矿湖里的青霉菌中首次分离得到。据报道,该化合物能有效抑制基质金属蛋白酶(MMP-3)以及半胱氨酸蛋白酶-1的生理活性,并且对卵巢癌细胞株(OVCAR-3)也表现出较好的药理活性 (GI50 = 91 nm)。由于(–)-berkelicacid新颖的结构特点、较好的生物活性,仅存在于极端的环境中,且含量少、分离困难,因而受到有机合成化学家的广泛关注(图1)。

图1. 天然产物(-)-berkelicacid的化学结构

周强辉教授课题组一直致力于高效有机合成研究。在前期研究的基础上,他们以自主开发的环氧化合物参与的三组分Catellani/oxa-Michael加成串联反应、一锅法脱保护/酸催化的螺缩酮化、以及镍催化的还原偶联反应为关键步骤,实现了(–)-berkelicacid的全合成(图2)。在该合成工作中,他们采用了高效协同催化的策略,快速获得了重要的中间体;同时多次运用串联反应以及一锅法操作,缩短了整个合成所需步骤;之后,采用酶催化的去对称化策略,也显示出生物化学与有机合成紧密结合的重大意义;此外,将新颖的还原偶联反应等有机合成方法学应用于天然产物合成中,对于促进发展新的合成方法学也具有十分重要的意义。

图2. (–)-Berkelicacid的全合成

最终,课题组以8步最长线性步骤完成了天然产物(–)-Berkelicacid的高效全合成。该合成路线具有以下亮点:Catellani/oxa-Michael串联反应快速合成异色满分子骨架;一锅法脱保护/螺缩酮化反应实现四环核心骨架的构建,仅用一个手性中心实现了另外4个手性中心的高效控制;在合成的后期采用镍催化还原偶联策略实现侧链的高效连接。

(编辑:肖珊)

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