JACS | 全合成佳作:Crinipellins简洁合成 (Dai & Tantillo group)

文摘   2024-07-27 06:37   美国  

二萜天然产物的全合成真是佳作频出,最近代老师和Tantillo group报道了对于Crinipellins类天然产物的简洁全合成,整篇工作胜在重排反应的战略性应用,相关工作发表在JACS之上,滑至最下,点击阅读原文可直达原文链接。

这类天然产物由于其非常拥挤的环系骨架,尤其是其中连续三个全碳季碳手性中心,一直以来受到合成化学家的热情追捧。从合成策略来说,要么从左到右,要么从右到左来成环。(可能由于chemdraw的问题,原文中的结构风格出现了一定的问题)。1993年,老牌合成化学家Piers利用烯基碘侧链来进行一步接一步的关环,从风格上来说,非常符合那个时代的特点 (下图C1)。正如上面提到的,连续的季碳手性中心,既是难点,也是机遇!自由基串联反应非常适合在这种体系中发挥作用!已故韩国合成化学巨匠Lee, Hee-Yoon创造性地提出了双自由基加成策略来引入两个季碳手性中心(下图C2)。由于结构中富含五元碳环,显然PK反应是非常直接的合成策略。杨震老师课题组利用两个PK反应成功实现了20步以内的全合成。

以上的合成思路都是比较线性,直接的:针对目标结构进行Pattern recognition,然后对结构进行简化。近年来,合成中越来越多地出现重排反应的战略性应用,这种策略的难点在于结果难以预期,同时必须依靠一个非常强效的反应来发生环化,构建复杂的环系,例如张力环或者桥环。丁寒锋老师课题组利用他们组开发的5+2环加成反应构建出了一个复杂的中间体30(上图C4),然后通过HAT反应来实现重排,得到4个五元环相互环合的结构32。另外这也是一个从左到右的环合策略。

在今天介绍的Dai老师的工作中,他们利用高效的2+2反应,得到张力四元环,在酸性条件下,实现可控的重排反应,得到目标的Crinipellins。这个酸性条件下重排的反应则是受到1991年Pirrung的启发。如下图所示。

文章中的这几个底物合成非常高效,仅仅两步反应就已经得到了链接步的前体结构41和42。由于6/5顺式并环的结构更稳定,在DBU条件下,45可以高效地转化到41。在对于42的合成中,他们利用辅基化学,高效地控制了醛基β位的手性。

利用Alan P. Kozikowski发展的Phosphoniosilylation反应,得到ylide前体,发生羰基β位置的双键连接。Alan P. Kozikowski老师也是第一个合成huperzine A的人。

在完成所有碳原子引入之后,作者随即利用分子内的2+2反应,成功得到了高级中间体34。接下来的工作就是进行环重排,以及氧化态的调整。虽然Cargill rearrangement非常精彩,我个人还是对于这几步的氧化态操作非常喜欢,尤其是在Saegusa氧化和Rubottom 氧化中,这两个烯醇硅醚是一个也没浪费!

整篇文章最终通过12到13步就完成了Crinipellins的全合成!很难想象,这么拥挤和如此高氧化态的环系,仅仅十二三步就做完了。表面上,整个合成的成功在于Cargill rearrangement战略性的应用,但是更深层次的原因还在于氧化态的调整恰到好处,直接,简洁,高效!同时2+2反应不需要过多地对结构进行修饰,使得前体化合物的合成比较顺畅。这步Alan P. Kozikowski开发的连接反应,我觉得用途还是比较大的。另外这个[2+2]策略在合成中已经得到广泛的应用,之前唐老师课题组也报道过一例。

JACS|全合成佳作:分子内[2+2]环加成/重排串联反应合成Dysiherbols (唐叶峰 group)

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