Angew. Chem. :生物碱Metaphanine和Oxoepistephamiersine的全合成

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Hasubanan生物碱是从Stephania属植物中分离得到的一大类次生代谢天然产物,这些分子表现出抗病毒、抗菌等广泛的生物活性。从结构上看,这类生物碱具有四环基本骨架,其中包含一个多取代的苯环单元,以及一个含有相邻季碳中心的氮杂[4.4.3]螺桨烷单元,值得注意的是,这类生物碱中有一亚类具有独特的四氢呋喃环结构以及一个敏感的半缩酮单元,上述结构特点使得针对该亚类生物碱的合成具有极大的挑战性。


近日,陕西师范大学赵玉明教授课题组利用钯催化串联环化反应快速构建多环骨架,随后利用氮杂Michael加成完成骨架重整,之后利用CAN氧化一步实现了四氢呋喃环以及半缩酮单元的引入,成功地完成了高级中间体6的合成,最后经氧化态的调整,分别以12步和13步完成了metaphanine的全合成(目前最短步骤)以及oxoepistephamiersine的首次全合成。



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作者从商业易得的原料出发,经过羰基邻位的烷基化及Wittig反应快速得到底物10。化合物10顺利发生钯催化串联环化反应,得到四环化合物9,后经Baeyer-Villiger氧化、Stahl氧化及选择性还原,得到烯酮8。在碳酸铯和甲胺盐酸盐的作用下,化合物8顺利发生氨解及后续分子内氮杂Michael加成,实现了分子骨架重整,得到含有氮杂[4.4.3]螺桨烷结构的化合物7。接下来,化合物7在C8位发生选择性氧化,得到一对非对映异构体15/16,后续利用CAN作为氧化剂,在HCl存在的条件下不仅完成了四氢呋喃环的构建,同时也实现了半缩酮单元的引入,成功得到了高级中间体6。这一转化不仅实现了苄位氧化环化,而且在C8位进一步引入了所需的氧化态,该转化过程在复杂分子合成中属首次报道。

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在得到高级中间体6后,通过对酰胺进行还原,最终以12步完成了metaphanine的全合成。同时,从中间体6出发,经过简单的官能团及氧化态调整,最终以13步转化完成了oxoepistephamiersine的首次全合成。

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最后,使用SAMP作为手型助剂,通过不对称烷基化及后续手型辅基脱除过程,可以得到手性化合物(-)-12(95% ee),接下来经过与消旋合成路线相同的路径,得到手性四环(+)-9(93% ee),其绝对构型经单晶完全表征。至此,形式上完成了metaphanine和oxoepistephamiersine的不对称全合成。

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文信息

Total Synthesis of Metaphanine and Oxoepistephamiersine

Ya-Kui Sun, Jin-Bao Qiao, Yu-Meng Xin, Qin Zhou, Zhi-Hua Ma, Hui Shao, Yu-Ming Zhao

文章的第一作者是陕西师范大学硕士研究生孙亚奎和师资博士后乔金宝。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202310917




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