含氯天然產物因其獨特的生物活性受到有機合成化學家的關注,同時含氯甾體藥物作為一類重要的合成甾體在臨床上廣泛應用,因此發展高效的合成策略實現含氯甾體分子的簡潔、精準合成具有重要的研究意義。Clionastatins A和B是意大利科學家Fattorusso等于2004年在海洋穴居海綿Cliona nigricans中分離出的一類多氯代甾體天然產物,具有良好的抗腫瘤細胞毒性(IC50 = 0.8-2.0 μg/mL)。它們是首例從自然界中分離出的多鹵代甾體天然產物,且分子中氯原子不以常見的氯醇形式存在。由于分離得到的天然產物量較少(每個天然產物僅分離得到1 mg左右的樣品),其化學結構僅通過核磁譜圖確定;同時分離文獻中未報道天然產物的單晶結構和核磁碳譜譜圖,而僅是通過二維核磁譜圖HSQC和HMBC完成了碳譜化學數據的指定,因此其報道的化學結構和碳譜數據的準確性需要進一步通過化學合成的手段鑒定。
中國科學院上海有機化學研究所天然產物有機合成化學院重點實驗室桂敬漢課題組致力于活性甾體和萜類天然產物的高效合成研究,以往研究發展了基于骨架可控性重組的仿生合成策略,實現了多個復雜甾體天然產物的高效合成(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9413/2019, 141, 5021/2020, 142, 5007/2021, 143, 4886;Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 11222)。近日,該課題組報道了多氯代甾體天然產物clionastatins A和B的首次全合成與其結構的修正(J. Am. Chem. Soc. 2021,DOI:10.1021/jacs.1c07511)。基于天然產物結構的分析,研究指出這類天然產物合成的難點在于:根據Furst-Plattner規則,即環己烯的雙鹵代反應傾向于給出雙直立鍵產物,因此clionastatins中處于準平伏鍵C1和C2雙氯原子的立體選擇性引入頗具挑戰;分子中存在非常獨特、高度不飽和的3,5,8,16-四烯-7,15-雙酮結構,易于發生B環的芳構化反應,因此,如何選擇合適的時機引入B環的不飽和結構同時避免其發生芳構化反應較為重要;天然產物報道結構的不確定性增加了合成的難度。
研究從已知烯酮化合物出發,CBS還原和Ireland-Claisen重排反應實現了手性酰基自由基前體的制備,并將產生的C1手性立體化學轉移至C5位;酰基自由基共軛加成反應和分子內Heck反應構筑了天然產物核心的四環骨架結構,并將C5手性立體化學轉移至C10位,得到了正確構型的C10季碳手性中心;亞磺酸內酯底物控制的烯烴雙氯代反應引入了挑戰性的C1和C2準平伏鍵雙氯原子,脫氫反應消除C5手性中心,以16-17步反應完成了clionastatins A 和B的首次全合成。合成樣品的NOE譜圖和clionastatin A的單晶結構均顯示,天然產物的C/D環是順式稠合的方式(即C14-H處于β構型),而不是文獻報道的反式稠合的結構(即C14-H處于α構型),糾正了文獻中錯誤報道的天然產物結構。整個合成過程中,科研人員使用了無痕立體化學傳遞(traceless stereochemical relay)的策略,即由CBS還原反應、Ireland-Claisen重排反應和分子內Heck反應實現了C10位季碳手性中心的精準構建。該研究展示了匯聚式合成策略在復雜天然產物合成中的高效性,并體現了天然產物合成目前仍是復雜分子結構鑒定或修正的重要手段。
華東理工大學生物工程學院教授郁惠蕾課題組開發出一種紫杉烷非天然氧化酶工具箱,能夠實現紫杉烷骨架C-4、C-6、C-10、C-11、C-12和C-13位點的區域和立體選擇性氧化,實現了15個紫杉烷新結構......
英國牛津大學的研究人員成功合成了一種新型全碳分子——環[48]碳(C48)。這是繼35年前合成的富勒烯(C60)以來,第二種能夠在常溫條件下進行研究的全碳分子。這一突破可能為新的電子和量子技術帶來極其......
圖種子植物中水楊酸合成的完整通路在國家自然科學基金項目(批準號:32330008、32300255)等資助下,四川大學張躍林團隊完整解析了植物中一條全新的水楊酸合成通路“PAL/BSH途徑”,并證明該......
第三屆合成生物學產業博覽會(SBC2025)于2025年3月30日至31日在江蘇南京揚子江國際會議中心舉行。本屆博覽會圍繞“合成新勢,合成新知,合成新質”這一主題進行,國內外百余名合成生物學領域的專家......
圖芥酸酰胺通過抑制細菌三型分泌系統組裝而產生廣譜抗菌活性的工作模型在國家自然科學基金項目(批準號:22193073、92253305)等資助下,北京大學雷曉光團隊聯合崖州灣國家實驗室周儉民團隊在植物天......
傳統觀點認為,攜帶病毒的生物的遷徙一般會加速病毒的傳播。但最近有生態學研究表明,遷徙對病毒傳播有抑制作用,北美帝王蝶就是一個典型例證。長距離遷徙的帝王蝶相較于不遷徙的同類,感染寄生蟲病的幾率要低得多。......
一轉眼,已經10年了。看著發表在《自然-合成》上的研究工作,雷曉光心中的自豪油然而生:那個天然產物合成領域的“巔峰難題”“終極挑戰”,終于被他們攻克了。10年前,35歲的雷曉光揮別工作6年的北京生命科......
6月6日,中國科學院上海藥物研究所研究員李鐵海課題組通過整合化學合成與酶促合成方法,實現了65個磺酸化和非磺酸化神經節苷脂寡糖所組成糖庫的有效合成,并采用高通量的糖芯片技術解析了該寡糖庫與多種疾病相關......
西安交通大學藥學院魏曉峰教授團隊利用易得的有機鹵化物及硒粉為起始原料,鎂作為活化試劑,通過機械化學方法實現高活性有機硒格式試劑的原位制備并率先在國際上通過近邊X射線吸收精細結構譜(NEXAFS)對反應......
記者2月24日從江南大學獲悉,該校化學與材料工程學院劉小浩教授團隊采用光誘導—鄰近沉積方法,通過精確控制雙原子位點的距離,產生優異的協同催化效應,實現二氧化碳加氫近100%選擇性生成甲醇,且生成甲醇的......