海大医药学院徐涛课题组在海洋天然产物全合成方面取得重要进展

作者:张栋来源:医药学院发布时间:2019-12-17点击数:1409

  本站讯 近日,英国皇家化学会(RSC)旗舰期刊《Chemical Science》在线发表了中国海洋大学医药学院徐涛教授课题组的最新研究成果——关于海洋真菌来源复杂天然产物的Penicimutanin A及其整个家族分子的首次全合成(“Total Synthesis of (‒)-Penicimutanin A and the Related Congeners”)。

  Penicimutanin A (PMA) 是2014年由军事医学科学院崔承斌研究员从海洋来源的Penicillium purpurogenum G59真菌菌株通过化学诱导变异(chemical mutagenesis)激活沉默代谢基因分离得到的系列复杂天然产物之一,作为海洋真菌的次级代谢产物,PMA和其家族的类似物展现出了优异的抗肿瘤活性(in vivo/in vitro),然而,化合物绝对构型无法判定。

  PMA展现出了多重的合成挑战性:1)北片段是一类含有相邻全碳季碳手性中心(vicinal all-carbon quaternary stereocenters)的吲哚啉并二酮哌嗪的四环并环生物碱(deAc-Fructigenine A),这一结构的合成往往依赖于两步法或Ir催化的策略构建,徐涛课题组研究生于海勇创造性地采取了经典Meerwein-Eschenmoser-Claisen重排的策略,一步即实现了这一挑战性极大的片段合成,并且首次实现了该反应的非对映选择性的方法学开发并应用于复杂分子的全合成中。2)南片段更是含有6,5螺环环系,其中6元环的每个碳原子均连有O原子,展现了极高的氧化态,这在天然产物中非常罕见。研究人员化繁为简,从L-络氨酸为起始原料经过一步高效的电化学的氧化去芳构即可合成关键的螺环骨架,后经本课题组首次报道的环氧导向的1,2加成反应,克服位阻效应完成C8为季碳手性中心的立体选择性安装。3)最后南北片段的偶联遇到了难以想象的困难,经过3个月的优化,研究人员终于成功实现(-)-Penicimutanin A的首次不对称全合成。这一合成通过汇聚式策略实现了高效和集成式的合成,完成了Penicimutanin A在内的4个天然产物的全合成,其中其最长线性步骤(LLS)为10步。

  本文的第一完成单位是中国海洋大学,通讯作者医药学院徐涛教授是泰山学者青年专家、海洋科学与技术试点国家实验室“鳌山人才”优秀青年学者、中国海洋大学“筑峰”三层次教授入选人。该工作同时得到了国家自然科学基金青年,面上和重大项目(81973232, 81991522),NSFC-山东联合基金重点项目(U1706213, U1606403)等的支持。

通讯员:张栋

附:研究成果链接

编辑:左伟

责任编辑:李华昌

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