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德國Fürstner 課題組利用炔烴關(guān)環(huán)復(fù)分解反應(yīng)完成了Rhizoxin D的全合成

來源:化學(xué)加      2018-12-28
導(dǎo)讀:近日,德國馬克斯普朗克煤炭研究所Alois Fürstner課題組利用炔烴關(guān)環(huán)復(fù)分解反應(yīng)完成了Rhizoxin D的全合成,該成果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.(DOI:10.1002/anie.201812096)上。

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Rhizoxin3)是從水稻病原真菌(Rhizopus chinensis)的培養(yǎng)基中分離得到的,屬于Burkholderia菌屬的細(xì)菌內(nèi)共生體,還包括多種其他同源物如12,均具有抗真菌活性、顯著的體外細(xì)胞毒性和體內(nèi)抗腫瘤活性。不飽和變體rhizoxin D (1)可能是3的生物合成前體,也可以通過化學(xué)方法轉(zhuǎn)化為23。由于1的生物活性與23的生物活性相似,該不飽和化合物在過去一直是全合成的焦點(Scheme 1)。大環(huán)內(nèi)酯的合成區(qū)別主要體現(xiàn)在關(guān)環(huán)方式的不同,常用的關(guān)環(huán)方法包括通過HWE反應(yīng)構(gòu)建C2-C3烯醇鍵。目前,只有一篇基于分子內(nèi)Stille交叉偶聯(lián)構(gòu)建1,3-二烯實現(xiàn)大環(huán)閉合的全合成報道。德國馬克斯普朗克煤炭研究所Alois Fürstner課題組利用炔烴關(guān)環(huán)復(fù)分解反應(yīng)完成了Rhizoxin D的全合成。

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(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.

起初,有機(jī)化學(xué)家嘗試通過閉環(huán)烯烴復(fù)分解反應(yīng)(RCM)合成rhizoxins,但Altmann課題組曾報道利用RCM構(gòu)建二取代C9-C10雙鍵時未能實現(xiàn)閉環(huán)(Scheme 2)。與之相比,閉環(huán)炔烴復(fù)分解(RCAM)卻可以很好地解決這個問題且收率高達(dá)69%。然而,大位阻環(huán)境使得炔烴被還原為E-烯烴;另一種間接的方法是通過與相應(yīng)的Co2[CO]6絡(luò)合物構(gòu)建出Z-烯烴,然后經(jīng)還原解離、自由基異構(gòu)化得到E-異構(gòu)體。

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(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.

片段12的制備(Scheme 3):

首先,作者以醇4衍生得到的烯丙基炔丙醚5進(jìn)行[2,3]-Wittig重排得到烯炔6,經(jīng)雙鍵斷裂氧化得到醛7,然后與混合烯酮縮醛13進(jìn)行Mukaiyama-型羥醛縮合反應(yīng)/內(nèi)酯化得到相應(yīng)的β-內(nèi)酯8,經(jīng)Weinreb反應(yīng)開環(huán)得到Weinreb酰胺9。隨后,將9進(jìn)行TMS保護(hù)后,與14 偶聯(lián)得到羥基酮10,其羥基經(jīng)對硝基苯甲酯保護(hù)后,進(jìn)行Evans-Tishchenko氧化還原酯化引入反式-1,3-二醇片段。最后,對11中的羥基進(jìn)行甲基化,然后將對硝基苯甲酯交換磷酸乙酯得到化合物12。

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 (圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.

片段22的制備及與片段12的連接(Scheme 4):

作者以巴豆醇15為原料,經(jīng)Sharpless環(huán)氧化、開環(huán)得到二醇1710:1),然后轉(zhuǎn)化為末端環(huán)氧化物18后,進(jìn)行格氏反應(yīng)得到19,其雙鍵經(jīng)環(huán)氧化、水解產(chǎn)生的雙羥基用丙酮叉保護(hù),選擇性還原炔丙基、去縮酮保護(hù)后得到二醇21,再選擇性氧化半縮醛得到相當(dāng)不穩(wěn)定的醛22。最后,通過HWE反應(yīng)將22與磷酸酯12連接得到環(huán)化前體23。

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 (圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.

Rhizoxin D的全合成(Scheme 5):

在得到二炔23后,作者利用[Mo(N(t-Bu)Ar)3] (30)/CH2Cl2催化體系實現(xiàn)RCAM并以67-70%的收率得到關(guān)環(huán)產(chǎn)物24。隨后,作者脫去23中的兩個TBS保護(hù)基得到二醇25在催化劑31作用下進(jìn)行RCAM,得到大環(huán)產(chǎn)物26(兩步50%)。接下來,作者對26進(jìn)行關(guān)鍵的炔基選擇性錫氫化反應(yīng)得到錫烷27,并利用MeI/CuTC/[Ph2PO2][NBu4] [(cod)Pd(Cl)(Me)]條件進(jìn)行C-甲基化得到三取代烯烴28作為單一的區(qū)域和立體異構(gòu)體。然后,按照Pattenden課題組報道的方法將其轉(zhuǎn)化為29,并最終完成rhizoxin D (1)的全合成。

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 (圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.

利用炔基選擇性錫氫化反應(yīng),還可以靈活地引入各種(三取代)烯烴和相關(guān)片段(Scheme 6):除文章涉及的C外,還包括其他很多天然產(chǎn)物,特別是聚酮類天然產(chǎn)物中遇到的亞結(jié)構(gòu)片段如D、EG等。因此,作者開發(fā)的合成策略可以用于大量(生物活性)目標(biāo)化合物的合成,可能具有更廣泛的相關(guān)性。

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 (圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.

小結(jié):Alois Fürstner課題組利用炔烴關(guān)環(huán)復(fù)分解反應(yīng)完成了rhizoxin D的全合成。作者開發(fā)的關(guān)環(huán)方法不同于以往的方法即大環(huán)化合物必須在二取代的烯烴位點關(guān)環(huán),而是以鄰位為烯丙羥基的三取代C11-C12烯烴作為合成的支點,然后通過一系列炔烴復(fù)分解、反式氫化和交叉偶聯(lián)得到相應(yīng)的產(chǎn)物。由于與此完全相同的亞結(jié)構(gòu)(鄰位為烯丙羥基的三取代烯烴)廣泛存在于許多天然產(chǎn)物中,因此,作者開發(fā)的關(guān)環(huán)策略意義重大,具有更廣泛的應(yīng)用前景。

撰稿人:爽爽的朝陽


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