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天然产物全合成化学

【来源:功能有机分子化学国家重点实验室 | 发布日期: | 作者: 】     【选择字号:
重点实验室一直立足于生物活性天然产物的化学合成研究,该研究方向也是本重点实验室的特色和优势所在。在合成目标分子的选择上,以生物活性(如抗HIV活性、抗癌、抗肿瘤等)为导向,并强调分子结构的复杂性、独特性;在合成方法、策略的发展上,侧重于多功能的立体选择性反应、串联反应等的设计,以及多样性合成、仿生合成概念的运用。该方向的代表性成果包括:
 
石松科Palhinine型生物碱合成研究】
Palhinine型生物碱是一类以“异扭烷结构”为特征的5/6/6/9四环体系或5/6/6/6/7五环体系石松科生物碱。从合成化学的角度来看,官能团化异扭烷骨架的构建及其含有两个相邻全碳季碳中心的氮杂九元环系的引入是该类生物碱合成研究的挑战所在。基于前期[4+2]环加成反应构建官能团化异扭烷骨架的合成研究(Org. Lett. 2012, 14, 3696),围绕该类生物碱分子中具有挑战性的氮杂九元环构建问题,发展了一条基于“分子内硝酮/烯烃[3+2]环加成”与“N–O键还原切断”的“辅环构建/切断 (Auxiliary Ring Construction/Deconstruction)”策略,首次实现了生物碱Palhinine A、Palhinine D以及它们C-3差向异构体的化学全合成。该研究不仅丰富了1,3-偶极环加成反应在复杂天然产物全合成中的应用,而且展示了“辅环构建/切断”策略在张力中环体系构建中的潜力。相关研究结果发表于J. Am. Chem. Soc. (2017, 139, 4282),成为“JACS Most-Read Articles of March 2017”。相关工作还被Synfacts (2017, 13, 565)遴选为 “Synfact of the Month”,并成为“Most-Read Synfacts Articles”,此外还被《有机化学》作为“亮点介绍”(Chin. J. Org. Chem. 2017, 37, 1585)。
 
石松科生物碱Lycojaponicumin DLycodoline型生物碱多样性合成研究】
以石松科生物碱Lycojaponicumin D的生源启发合成为驱动,针对Lycodoline型生物碱中关键的“含有氮杂桥头季碳的[3.3.1]双环结构单元”构建,设计了新颖的“串联氧化脱氢/杂原子Michael加成反应”,并结合“串联还原胺化/桥头氨解反应”,高效地实现了8个Lycodoline型石松科生物碱全合成,其中6个天然生物碱为首次全合成。在上述以生物碱Lycodoline为合成中心的多样性合成研究基础上,基于可能的生源启发途径,设计了新的“串联碎裂化/Mannich环化反应”,实现了石松科生物碱6/6/6/6与5/7/6/6四环骨架之间的化学连接,首次完成了生物碱Lycojaponicumin D的化学全合成。相关研究结果发表于J. Am. Chem. Soc. (2017, 139, 7095),被Synfacts (2017, 13, 789)、Org Chem Port (2017 November 20) 评述报道。
 

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