研究论文介绍

Nat. Commun:光介导脂族醇衍生物的β断裂构建C-C键

作者:石油醚

导读:

近日,南京林业大学蔡灵超教授团队合成了一种稳定的N-烷氧基邻苯二甲酰亚胺衍生物,作为格氏试剂的替代物,在可见光照射下,通过β碳碳键断裂,再与甘氨酸衍生物构建新的碳碳键,得到了多种非天然氨基酸(UAA)和肽衍生物。

“Photoinduced β-fragmentation of aliphatic alcohol derivatives  for forging C–C bonds.

Yiman Gao, Jie Liu, Cong Wei, Yan Li, Kui Zhang, Liangliang Song & Lingchao Cai*

Nat. Commun. 2022, 13, 7450-. doi: 10.1038/s41467-022-35249-7.

 

正文

脂肪醇普遍存在于药品、农药、生物质降解化学品和天然产物中。通过Appel反应将醇转化成卤代烃,再经过格氏反应是制备非天然氨基酸的一种常用策略。但是这种策略有诸多缺点:格氏试剂制备的危险性、不稳定性以及反应的位阻效应,严重阻碍其在化学合成中的应用。如何高效利用羟基官能团,通过断键/成键策略实现分子结构多样性是非常具有吸引力和挑战性。作者合成了一种稳定的N-烷氧基邻苯二甲酰亚胺衍生物,作为格氏试剂的替代物,在可见光照射下,通过β碳碳键断裂,再与甘氨酸衍生物构建新的碳碳键,得到了多种非天然氨基酸(UAA)和肽衍生物。

通过此策略,(1)克服了传统大位阻非天然氨基酸的制备,作者可以在甘氨酸骨架上非常高效的引入大位阻的取代基,例如叔丁基,金刚烷基等;(2)可以引入一些无法与格氏反应共存的羰基官能团;(3)可以选择性的对二肽及多肽进行末端修饰;(4)对原本具有复杂结构的天然产物(如香紫苏内酯、蒎烯和樟脑)通过β碳碳键断裂去复杂化后同时引入氨基酸结构,初步的活性研究显示,这些林源分子衍生物,相比其母体化合物,能够更好的抑制常见的农林业致病真菌的生长。

Table 2. In Vitro Antifungal Activities of the Target Compounds at 50.0 mg/L

a Values are the mean ± standard deviation of three replicates.

最后,作者设计并完成了相关机理验证实验并提出了一种自由基-自由基耦合的机制。光激态的4CzlPN首先与N-烷氧基邻苯二甲酰亚胺底物进行单电子转移(SET),形成自由基阴离子中间体I,邻苯二甲酰亚胺断裂促进了氧自由基的形成,氧自由基II迅速经历β碳碳键断裂形成碳自由基,与甘氨酸自由基形成最终的产物。

(蔡灵超教授供稿)

相关链接:

课题组网站: https://www.x-mol.com/groups/cai_lingchao1

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