研究论文介绍

JACS:Atrachinenins A与B的全合成研究

作者:杉杉

导读:

近日,澳大利亚Adelaide大学的J. H. George小组成功完成一种全新的天然产物atrachinenins A与B的仿生全合成路线设计。这一路线设计中的关键步骤主要涉及分子间Diels-Alder反应、分子内(3+2)环加成以及后期的氧化环化反应。同时,作者进一步对atrachinenin C的分子结构进行修正。

Total Synthesis of Atrachinenins A and B

A. French, C. J. Sumby, D. M. Huang, J. H. George, J. Am. Chem. Soc.2022, 144, 22844.doi: 10.1021/jacs.2c09978.

正文:

天然产物atrachinenins A-C (13,Figure 1)已经由Atractylodes chinesis的根茎中成功分离。这里,受到Chen小组对于Atrachinenins A与B生物合成反应路径[1]相关报道的启发,澳大利亚Adelaide大学的J. H. George小组成功完成一种全新的天然产物atrachinenins A与B的仿生全合成路线设计,并进一步对atrachinenin C的结构进行修正。

首先,该小组基于Chen团队提出的生物合成路径 (Scheme 1),提出天然产物atrachinenins A与B的全合成路线设计中的关键砌块、起始原料及关键反应步骤,主要涉及:通过起始原料45之间的仿生Diels−Alder反应 (biomimetic Diels−Alder reaction),获得endo-型砌块6、通过endo-型砌块6 参与的C-5烯醇化过程,获得烯醇砌块7,再通过砌块7参与的(2 + 2)光环加成步骤,形成环丁烷砌块8,通过砌块8参与的插烯α-酮醇重排 (vinylogous α-ketol rearrangement)反应步骤,获得相应的二酮砌块9。通过二酮砌块9与三线态氧分子之间的氧化环化过程,完成atrachinenins B (2)分子中的过氧半缩醛 (peroxyhemiacetal)结构单元构建,2经历后续的还原步骤,进而完成atrachinenins A 分子中三级醇结构单元的构建。

同时,该小组通过砌块510之间的on-water Diels−Alder反应[2],完成烯二酮砌块12的构建,并进一步对烯二酮砌块12参与的分子内环加成过程的反应条件进行深入研究 (Scheme 2)。

之后,该小组通过环丁烷砌块14进行atrachinenin A、atrachinenin B以及atrachinenin C类似物的发散合成研究 (Scheme 3)。

同时,该小组基于之前提出的结构3与模型化合物20之间在Me-15, Me-16, H-12以及H-6位置的1H-与13C-NMR信号之间的显著差异,进一步对atrachinenin C的结构进行修正 (Scheme 4)。

之后,该小组进一步对烯二酮砌块12在不同酸存在条件下的环化过程进行深入研究 (Scheme 5)。

接下来,该小组进一步通过酚砌块29,成功完成atrachinenin A与B的全合成 (Scheme 6)。

总结:澳大利亚Adelaide大学的J. H. George小组一种全新的天然产物atrachinenins A与B的仿生全合成路线设计。其中,关键步骤主要涉及分子间Diels-Alder反应、分子内(3+2)环加成以及后期的氧化环化反应。同时,作者进一步对atrachinenin C的结构进行修正。

参考文献:

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