近年來,碳?xì)涔倌芑芯咳〉昧艘幌盗型黄菩缘倪M(jìn)展,然而其在復(fù)雜天然產(chǎn)物全合成中應(yīng)用卻較少。其挑戰(zhàn)在于:復(fù)雜分子體系中往往存在大量化學(xué)環(huán)境相似的碳?xì)滏I,導(dǎo)致選擇性碳?xì)涔倌芑瘶O具困難。張延?xùn)|課題組針對生物活性突出、結(jié)構(gòu)新穎復(fù)雜的萜類天然產(chǎn)物及少量生物堿,圍繞“復(fù)雜分子體系的選擇性碳?xì)涔倌芑?/span>”這一科學(xué)問題,發(fā)展了新的碳?xì)涔倌芑椒?、主動設(shè)計(jì)分子微觀構(gòu)象、精細(xì)調(diào)控分子骨架立體電子效應(yīng),實(shí)現(xiàn)了碳?xì)涔倌芑磻?yīng)的化學(xué)、位置及立體選擇性,實(shí)現(xiàn)了20余個復(fù)雜天然產(chǎn)物的高效合成,推進(jìn)了相關(guān)新藥發(fā)現(xiàn)。
八角屬倍半萜具備優(yōu)異的神經(jīng)營養(yǎng)和修復(fù)活性,為神經(jīng)退行性疾病的重要潛在藥物。近期,該課題組通過發(fā)展光化學(xué)去飽和化反應(yīng)的碳?xì)浠罨虏呗?,?shí)現(xiàn)了5個八角屬倍半萜的高效無保護(hù)基全合成,其中4個為首次全合成或者首次不對稱全合成。只需13步便實(shí)現(xiàn)了Merrilactone A的克級不對稱全合成,總產(chǎn)率大23%(前人31步,1.1%總產(chǎn)率)。并構(gòu)筑了天然產(chǎn)物類似物庫,開展了構(gòu)效關(guān)系研究,發(fā)現(xiàn)了幾個較天然產(chǎn)物活性更高的類似物,并首次報(bào)道該類化合物通過NGF非依賴方式發(fā)揮作用。該結(jié)果發(fā)表于《美國化學(xué)會志》。
此外,該課題組在半日花烷二萜的全合成領(lǐng)域也取得了重要突破。通過將光引發(fā)的自由基碳?xì)滏I官能化反應(yīng)與多環(huán)體系的構(gòu)象設(shè)計(jì)、立體電子效應(yīng)調(diào)控緊密結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)系中sp3碳?xì)滏I官能化的化學(xué)選擇性、位置選擇性和立體選擇性,完成了4個半日花烷二萜分子的無保護(hù)基全合成,其中3個為首次全合成,并更正了2個天然產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于CCS Chemistry。
JACS工作是在張延?xùn)|教授和醫(yī)學(xué)院張?jiān)莆浣淌诘墓餐笇?dǎo)下完成,博士研究生沈洋、已畢業(yè)博士李林斌和醫(yī)學(xué)院碩士研究生肖曉霞為共同第一作者,分別承擔(dān)化學(xué)合成和神經(jīng)生物學(xué)研究。CCS Chemistry研究工作在張延?xùn)|教授指導(dǎo)下,已畢業(yè)博士陳仁治、博士生張鋒和已畢業(yè)博士生華煜暉為共同第一作者,分別承擔(dān)化學(xué)合成和理論計(jì)算工作。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委(22071205、21772164、21572187、21272194)和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFC1305903、2018YFC2000400)的大力支持。
論文鏈接:JACS:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c00525
CCS Chemistry:https://www.chinesechemsoc.org/doi/pdf/10.31635/ccschem.021.202100821
參考資料
[1] 選擇性碳?xì)涔倌芑?fù)雜萜類全合成及化學(xué)生物學(xué)研究,https://chem.xmu.edu.cn/info/1274/10385.htm
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