【手性产品 4.】
(4. 手性联芳基类天然产物的高效合成)
手性联芳基类天然产物在自然界中存在很多,而且富有生理活性。利用Suzuki-Miyaura偶联在温和的条件下高立体选择性地构筑手性联芳基结构一直是有机合成领域中的一个研究热点和难题,至今未能高效地运用于天然产物合成中。
中国科学院上海有机化学研究所生命有机国家重点实验室汤文军课题组致力于发展一个高活性、高立体选择性和实用性强的不对称Suzuki -Miyaura偶联催化体系, 提出了发展大位阻手性单膦配体和利用底物间次级作用相结合的设计理念和解决途径(Synlett, 2013, 24, 2465)。课题组一方面发展刚性、大位阻单膦配体来解决大位阻Suzuki-Miyaura偶联的反应活性,现已在超大位阻交叉偶联反应研究中有所突破,拓宽了Suzuki-Miyaura偶联在大位阻耐受性方面的适用范围(Chem. Eur. J. 2013, 19, 2261;Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 5879; Org. Chem. Front. 2014, DOI: 10.1039/C4QO00024B)。另一方面研究小组通过设计P-手性单膦配体成功地发展了高立体选择性、官能团化、应用性强的不对称Suzuki-Miyaura偶联,并揭示底物间次级作用如π-π堆积作用对反应立体选择性的影响(Org. Lett. 2012, 14 , 2258)。 最近研究小组利用底物间极性-π次级作用,发展了更实用、官能团兼容性更强、高立体选择性的不对称Suzuki-Miyaura偶联催化体系,并结合课题组发展的不对称氢化技术(Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 4235),首次成功地应用于手性联芳基类天然产物科鲁普钩枝藤碱A和B、以及马歇尔碱B的高效合成。该方法极有希望应用于一系列手性联芳基类天然产物的简便合成。此项工作近期以封面文章发表在美国化学会志上(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136 , 570–573)。
高度取代的联芳基类(或类似)化合物的C-C键旋转因位阻效应而产生的立体化学轴向手性,通常被称为阻转异构(atropisomerism)。这种现象广泛存在于自然界,并可能导致生物分子靶标的立体选择性。与传统的sp碳原子中心手性分子不同,这类化合物——尤其是带有轴向手性的复杂天然产物——在合成过程中很难控制其手性选择。
从真菌代谢物中提取的四氢氧杂蒽酮是一类新兴的天然化合物,因其具有抗癌和抗菌的作用受到很大关注。然而由于立体化学轴向手性的存在,目前还未有合成手性四氢氧杂蒽酮类天然产物的报道。已报道有美国和澳大利亚的科学家团队,发表在《Nature Chemistry》上的一种用七步反应全合成四氢氧杂蒽酮中的一种二聚分子rugulotrosin A的方法。这个合成过程采用一锅法Suzuki偶联/二聚以产生所需的2,2'-联芳基键,并使用钯催化与非手性膦配体来实现高度选择性的点到轴向手性转移。实验以X射线晶体衍射数据确认了rugulotrosin A的手性选择性和立体结构。该合成产物与真菌的粗提取物的比较结果也验证了自然生成的rugulotrosin A确实是单一阻转异构体(atropisomer)。
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