上海有機(jī)所在開環(huán)甾體天然產(chǎn)物Pinnigorgiols的合成研究中取得進(jìn)展
開環(huán)甾體是指甾體的6/6/6/5-四環(huán)母核骨架上發(fā)生碳-碳鍵斷裂形成的高度氧化產(chǎn)物，其不僅在氧化態(tài)上具有豐富的變化，而且可以通過進(jìn)一步的骨架重排形成更為復(fù)雜的甾體天然產(chǎn)物。2016年，臺灣中山大學(xué)的Ping-Jyun Sung等人從臺灣柳珊瑚Pinnigorgia sp.中分離得到9,11-開環(huán)甾體pinnigorgiols B和E，并通過光譜實(shí)驗(yàn)確定其結(jié)構(gòu)。Pinnigorgiols B, E具有新穎的三環(huán)[5,2,1,1]癸烷骨架結(jié)構(gòu)：從一般的甾體骨架轉(zhuǎn)化為該三環(huán)骨架時，不僅需要進(jìn)行碳-碳鍵的選擇性斷裂，還需要進(jìn)行精確的碳-碳鍵遷移和重組，因此該家族天然產(chǎn)物是復(fù)雜開環(huán)甾體化合物中具有代表性的分子，其化學(xué)合成極具挑戰(zhàn)性。目前僅中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所李昂課題組在2018年報道了與pinnigorgiols B, E具有相同骨架結(jié)構(gòu)的aplysiasecosterol A的全合成（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9211）。
近期，中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所桂敬漢課題組完成了pinnigorgiols B和E的首次合成（J. Am. Chem. Soc. 2021, 10.1021/jacs.0c13426）。受Kigoshi等人提出的aplysiasecosterol A生源合成的啟發(fā)（Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 7073），他們設(shè)計了半頻哪醇重排和?；杂苫h(huán)化的策略來進(jìn)行三環(huán)雙酮核心骨架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。他們以麥角甾醇（ergosterol）為起始原料，在引入9, 11-雙鍵后進(jìn)行5, 6-雙鍵的雙羥化反應(yīng)，所得到的三烯化合物通過烯烴選擇性還原得到僅9, 11-雙鍵保留的產(chǎn)物，后者發(fā)生半頻哪醇重排反應(yīng)構(gòu)建五并七元環(huán)結(jié)構(gòu)。后續(xù)他們經(jīng)過9, 11-雙鍵和5, 6-雙鍵的氧化斷裂反應(yīng)得到環(huán)戊烯二酮中間體，并將其轉(zhuǎn)化為Crich等人發(fā)展的酰基自由基前體，即芳基碘代硫酯中間體，最后通過?；杂苫h(huán)化/半縮酮化串聯(lián)反應(yīng)，以一步反應(yīng)構(gòu)建了天然產(chǎn)物的三環(huán)雙酮骨架結(jié)構(gòu)和三個連續(xù)的手性中心，高效簡潔地完成開環(huán)甾體天然產(chǎn)物pinnigorgiols B和E的首次合成（總計15和16步反應(yīng)）。該工作展示了在天然產(chǎn)物仿生合成研究中，雖然生源合成假說中所提出的天然產(chǎn)物合成途徑無法在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)，但它也可用于啟發(fā)發(fā)展一種簡潔、實(shí)用和高效的合成路線。
桂敬漢課題組的博士研究生李星輝和張澤良是論文的共同第一作者。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）和先正達(dá)公司的資助。
圖 開環(huán)甾體天然產(chǎn)物Pinnigorgiols的簡潔合成
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