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Total Synthesis of (−)-Crinipellin A

(2014-07-18 17:51:48)
标签:

全合成研究

科学

有机化学

分类: 全合成研究

    最近,来自韩国韩国高等科技研究所(KAIST)Lee Hee-Yoon小组率先报道了Crinipellin A(Scheme 1)首次不对称全合成工作。

       Crinipellins 1979年首次从担子菌Crinipellis stipitaria分离得到的一类具有抗菌和抗癌活性的二萜类奎烷类化合物。其结构新颖并且具有良好的生物活性吸引着许多合成化学家的目光。然而,目前关于这类分子的合成报道非常少。无疑,Crinipellin A中拥挤的tetraquinane骨架中连续的8个手性中心[其中4个位连续的季碳手性中心]是合成该分子的巨大挑战。[formidable challenge]

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       Lee小组之前的工作集中于triquinanes的合成方法学研究,即线性非环状底物通过trimethylenemethane (TMM) diyl的串联环化反应。相关报道见Jacs-2003-125-10156Jacs-2011-133-18050. Crinipellin A 的四环骨架可以通过上述的策略,将底物中预先引入一个环即可构筑。(Scheme 2)

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    首先,我们看一下TMM Diyl环加成前体的合成(Scheme 3)。首先从光学纯的底物14出发,通过wittig烯化反应引入环外双键,经过TBAF脱除TBS,得到羟基化合物15,通过Swern氧化/wittig烯化反应/LiAlH4还原得到醇化合物13。烯丙醇化合物13通过sharpless不对称环氧化反应得到16,伯醇经Swern氧化至醛,与Bestmann−Ohira试剂反应引入末端炔17。随后通过德国马普研究所的Alois Fürstner教授发展的铁催化的格式试剂与烃环氧化合物的交叉偶联反应形成2,3-联烯醇的方法学ACIE-2003-42-5355得到联烯醇经TBDPS保护得到19。在酸性条件下脱除缩醛保护,将醛基裸露出来以后,与TsNHNH2形成腙20

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    得到20以后,就是该分子合成的关键步骤,即连续的trimethylenemethane (TMM) diyl的串联环化反应。化合物20NaH的作用下,甲苯回流条件下形成重氮化合物中间体12,重氮片段和联烯片段和发生[3+2]环加成反应得到21,脱除N2后,裂解成双自由基11,再和另外一个双键反应就可构筑Crinipellin A 的四环骨架。我们可以看到,尽管该骨架具有多个大位阻取代基,但是反应能够顺利发生,一步反应引入3个手性中心。并且能够以87%的收率得到10,足见该方法学的高效性。该步反应非常精彩。

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    完成Crinipellin A 的四环骨架后,对骨架上官能团进行修饰就可。首先,10经过TBAF脱硅,PCC氧化得到酮22,随后在Davis’ oxaziridine氧化条件将酮的α-位引入羟基,比较可惜的是,所得到的羟基构型与天然产物分子恰恰相反,需要将其构型调整回来。将α-羟基酮氧化至双羰基化合物23。接下来的反应没有接触过,通过查阅引用的参考文献[2]得知,sulfoximineBuLi攫氢以后,碳负进攻羰基,即得到产物。得到24以后,通过羟基导向作用,使用NaBH(OAc)3还原羰基,得到合适的构型的C-9位羟基。C-9位羟基经过TBS保护以后,烯丙位通过PDC[3]氧化后得到烯酮26,在甲苯回流条件下[2]很容易脱除sulfoximine保护基得到27[机理如下]在双氧水的氧化下得到环氧化合物,再通过Eschenmoser亚甲基化反应将酮的α-位引入亚甲基。至此,Crinipellin A分子的所用碳原子安装完毕,脱除掉C-9位羟基保护基即可,比较惊险的是,作者尝试了很多脱硅条件[We tested numerous deprotection conditions of TBS group including TBAF, TBAF/NH4F, TBAF/AcOH, HF·Pyr., HF/Urea, HF/TEA, NH4F·HF, SiF4, and TASF],但是效果不明显,好在有惊无险,28TASF的作用下以较低的收率脱除保护基,得到Crinipellin A。从而完成Crinipellin A的首次不对称全合成工作。

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    纵观合成路线,毫无疑问,该小组自己的方法学trimethylenemethane (TMM) diyl的串联环化反应是该合成分子的亮点。

[1] http://dx.doi.org/10.1021/ja5054412

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja5054412

[2] Johnson, C. R.; Zeller, J. R. Tetrahedron 1984, 40, 1225.

 [3] Parish, E. J.; Wei, T. -Y. Synth. Commun. 1987, 17, 1227.

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