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OL首任主編最新JACS:Neaumycin B的全合成
來(lái)源:化學(xué)加原創(chuàng) 2023-08-21
導(dǎo)讀:近日,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)Amos B. Smith, III課題組(Org. Lett.雜志的創(chuàng)始主編,今年已79歲)報(bào)道了一種大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)天然產(chǎn)物Neaumycin B(1)的立體選擇性全合成,在90 mg規(guī)模上的總收率為2.3%。該合成以克級(jí)規(guī)模的鎳催化還原交叉偶聯(lián)/螺縮酮化為關(guān)鍵步驟,構(gòu)建了Neaumycin B中螺環(huán)縮酮骨架。合成Neaumycin B的C3-C6、C8-C14和C20-C41片段的立體結(jié)構(gòu)通過(guò)X-射線(xiàn)晶體學(xué)得到了明確的驗(yàn)證。文章鏈接DOI:10.1021/jacs.3c06573
(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)2012年,沈奔團(tuán)隊(duì)從土壤放線(xiàn)菌鏈霉菌Streptomyces sp.NEAU-x21中分離出第一個(gè)Neaumycin同源物。2015年,通過(guò)對(duì)Neaumycin的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性修改,分離出了Neaumycin A和同類(lèi)Neaumycin B,但沒(méi)有相關(guān)的立體化學(xué)。2018年,Jenson和Fenical等課題組從巴哈馬群島采集的熱帶褐藻Stypodium zonale的表面分離出一種海洋微生物小單孢菌屬(菌株 CNY-010)的物質(zhì)?;蚪M數(shù)據(jù)和2D NMR研究的結(jié)合導(dǎo)致Neaumycin B的歸屬為1。Neaumycin B針對(duì)幾種癌癥細(xì)胞系的初步體外研究顯示出顯著的效力,特別是對(duì)U87人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的選擇性。Neaumycin B的生物活性有望成為藥物設(shè)計(jì)的先導(dǎo)結(jié)構(gòu)。因此,開(kāi)發(fā)新型Neaumycin B(1)的全合成具有重要意義。近日,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)Amos B. Smith, III課題組首次實(shí)現(xiàn)了Neaumycin B(1)的全合成。通過(guò)逆合成分析發(fā)現(xiàn)(Scheme 1),Neaumycin B(1)可由砌塊2和3合成。砌塊3可由砌塊5與6制備。砌塊2可由砌塊7與8通過(guò)不對(duì)稱(chēng)1,2-加成制備。下載化學(xué)加APP到你手機(jī),更加方便,更多收獲。(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)砌塊5的合成(Scheme 2)。環(huán)氧化物(+)-9與二噻烷10通過(guò)Brook重排/環(huán)氧化物開(kāi)環(huán)的串聯(lián)過(guò)程,可以82%的收率得到中間體11。中間體11經(jīng)芐基保護(hù)、三甲基硅基醚水解與Cu/TEMPO催化的有氧氧化反應(yīng),可以?xún)刹?7%的總收率得到醛中間體12。中間體12與衍生自乙酸甲酯的烯醇化物進(jìn)行Felkin-Anh選擇性Aldol反應(yīng),可以>95%的收率得到中間體13,dr為15:1。中間體13經(jīng)二硫代縮醛水解以及Evans-Saksena還原反應(yīng)后,可以?xún)刹?3%的總收率得到中間體14。中間體14通過(guò)進(jìn)一步的1,3-二醇保護(hù)后,可以96%的收率得到中間體15。中間體15通過(guò)甲酯的皂化和隨后的硫酯化反應(yīng),可以?xún)刹?5%的收率得到砌塊5。(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)砌塊6的合成(Scheme 3)。以環(huán)氧醇(-)-16為底物,通過(guò)區(qū)域選擇性開(kāi)環(huán),可以95%的收率得到二醇中間體17。中間體17通過(guò)雙相的高碘酸鹽的斷裂和二溴-烯化反應(yīng),可以?xún)刹?4%的收率得到二溴中間體18。中間體18與n-BuLi和甲醛反應(yīng)后,可以84%的收率得到炔丙醇中間體19。中間體19通過(guò)釕催化羥基導(dǎo)向反式硅氫化反應(yīng),可以91%的收率得到醇中間體20,Z/E > 20:1,β/α > 20:1。中間體20在使用MnO2氧化后,可以>95%的收率得到醛中間體21。中間體21可與化合物22進(jìn)行Evans Aldol以及酰胺基轉(zhuǎn)移反應(yīng)(transamidation),可以?xún)刹?2%的收率得到酰胺中間體24。中間體24與烯丙基溴化鎂進(jìn)行單加成生成β-羥基酮,隨后通過(guò)Narasaka-Prasad還原和縮醛保護(hù)后,可以三步72%的收率得到中間體25。中間體25通過(guò)硼氫化、氧化以及Appel反應(yīng),可以?xún)刹?5%的收率得到砌塊6。(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)砌塊26的合成(Scheme 4)。中間體5和6通過(guò)鎳催化還原交叉偶聯(lián)反應(yīng),可以76%的收率得到中間體4。中間體4經(jīng)脫保護(hù)/螺縮酮化反應(yīng),可以1:0.8的混合物形式合成中間體26和差向異構(gòu)體26’,其可通過(guò)色譜分離。令人高興的是,將差向異構(gòu)體26’暴露于相同的酸性條件下重新建立了平衡,從而允許在每次色譜分離/再平衡時(shí)獲得中間體26,可以67%的總收率得到中間體26。(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)砌塊3a的合成(Scheme 5)。中間體26在TBAF/KHMDS與DMB-Br/MeLi條件下,可以三步88%的收率得到中間體27。中間體27通過(guò)環(huán)氧化后,可以83%的收率得到中間體28,dr > 20:1。中間體28在使用TBAF進(jìn)行去硅基化后,可以96%的收率得到中間體29。中間體29在Ag2O/MeI進(jìn)行甲基化后,可以84%的收率得到中間體30。中間體30通過(guò)氫解后,可以62%的收率得到二醇中間體31。中間體31在TEMPO/PIDA條件下進(jìn)行化學(xué)選擇性氧化,隨后與三苯基膦試劑反應(yīng),可以?xún)刹?gt;95%的收率得到中間體33。中間體33通過(guò)三乙基硅基保護(hù)、酯的還原和MnO2的氧化反應(yīng),可以三步77%的收率得到中間體34。中間體34使用DDQ進(jìn)行脫保護(hù)后,可以>95%的收率得到中間體35。中間體35通過(guò)Takai-Utimoto烯化反應(yīng),可以80%的收率得到中間體3a,(E,E)/(Z,E)為4:1。(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)砌塊3b的合成(Scheme 6)。中間體32通過(guò)三乙基硅基保護(hù)以及Takai-Utimoto反應(yīng)后,可以84%的收率得到中間體36。中間體36在CrCl2/Bu3SnCHI2條件下進(jìn)行Takai烯化以及碘化反應(yīng),可以?xún)刹?8%的收率得到碘化中間體37,E/Z > 20:1。中間體37通過(guò)DDQ進(jìn)行3,4-二甲氧基芐基去保護(hù),可以90%的收率得到中間體38。中間體38與鍺基錫烷39通過(guò)Stille交叉偶聯(lián)反應(yīng),可以63%的收率得到中間體40,(E,E)/(Z,E) > 20:1。中間體40在NIS條件下進(jìn)行碘化反應(yīng),可以89%的收率得到中間體3b。(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)砌塊7的合成(Scheme 7a)。醛中間體41通過(guò)Marshall不對(duì)稱(chēng)炔丙基化反應(yīng)以及使用TBAF進(jìn)行脫保護(hù),可以?xún)刹?1%的收率得到二醇中間體43,dr > 20:1。為了證明7的立體結(jié)構(gòu),中間體43通過(guò)PMP縮醛化后,可以71%的收率得到中間體44,通過(guò)X-射線(xiàn)晶體學(xué)分析進(jìn)一步證明結(jié)構(gòu)的正確性。中間體43在TBSOTf條件下進(jìn)行硅基乙醚的保護(hù),可以93%的收率得到砌塊7。砌塊8的合成(Scheme 7b)。β-酮酯化合物45通過(guò)催化不對(duì)稱(chēng)動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分,可以良好的收率、優(yōu)異的對(duì)映和非對(duì)映選擇性得到醇中間體46。中間體46通過(guò)TBS保護(hù)以及使用二異丁基鋁(DIBAL)還原,可以?xún)刹?0%的收率得到中間體47。中間體47通過(guò)4-甲氧基芐基(PMB)保護(hù)以及在溫和的堿性條件下除去TMS基團(tuán),可以?xún)刹?0%的收率得到中間體48。中間體48通過(guò)半氫化、硼氫化/氧化反應(yīng),可以?xún)刹?2%的收率得到中間體49。中間體49通過(guò)Cu/TEMPO催化的有氧氧化反應(yīng),可以87%的收率得到砌塊8。(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)砌塊2的合成(Scheme 8)。中間體7與中間體8通過(guò)Carreira不對(duì)稱(chēng)炔化反應(yīng),可以90%的收率得到中間體51,dr > 20:1。中間體51通過(guò)錫氫化反應(yīng),可以72%的收率得到中間體52與52’。中間體52與52’ 通過(guò)去錫化反應(yīng),可以99%的收率得到中間體53。中間體53通過(guò)甲基化反應(yīng),可以87%的收率得到中間體54。中間體54在TFA/CH2Cl2條件下進(jìn)行脫保護(hù),可以87%的收率得到三醇中間體55。中間體55通過(guò)選擇性對(duì)甲苯磺酰化、環(huán)氧化物閉環(huán)以及重新引入硅基保護(hù)基,可以三步92%的收率得到中間體56。中間體56通過(guò)BF3-輔助的親核開(kāi)環(huán)反應(yīng),可以97%的收率得到中間體57。中間體57通過(guò)使用Meerwein試劑進(jìn)行甲基化反應(yīng),可以90%的收率得到中間體58。中間體58通過(guò)使用TBAF去除全部的硅基保護(hù)劑后,再用三乙基硅烷重新進(jìn)行羥基的保護(hù),可以?xún)刹?0%的收率得到中間體59。中間體59通過(guò)PMB保護(hù)基去除、Dess-Martin氧化反應(yīng)以及Horner-Wadsworth-Emmons(HWE)烯化反應(yīng),可以三步71%的收率得到中間體61。中間體61通過(guò)溴化以及錫氫化反應(yīng),可以?xún)刹?7%的收率得到砌塊2。(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)Neaumycin B(1)的合成(Scheme 9)。中間體2與中間體3通過(guò)Stille偶聯(lián)反應(yīng),可以89%的收率得到中間體62。中間體62通過(guò)甲酯水解,可以86%的收率得到中間體63。中間體63通過(guò)大環(huán)內(nèi)酯化反應(yīng),可以80%的收率得到中間體64。中間體64在TBAF/HOAc條件下脫去全部硅基保護(hù)基,可以80-90%的收率得到Neaumycin B(1)。值得注意的是,1是在單批次中以90 mg的規(guī)模制備的,總產(chǎn)率為2.3%。(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)不幸的是,化合物1的1H NMR與Fenical等人報(bào)道的數(shù)據(jù)存在顯著偏差。重要的是,化合物1的立體化學(xué)歸屬來(lái)自每個(gè)片段的X-射線(xiàn)晶體學(xué)分析(Figure 1)。也就是說(shuō),化合物33、44和50的晶體結(jié)構(gòu)分別證實(shí)了合成Neaumycin B的C20?C41、C8?C14和C3?C6的立體化學(xué)。Mosher酯分析也證實(shí)了C7的立體化學(xué)。根據(jù)本文報(bào)道的證據(jù),作者確信本文制備的合成Neaumycin B(1)與Fenical等人報(bào)道的結(jié)構(gòu)相匹配。(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)Amos B. Smith, III課題組報(bào)道了一種大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)天然產(chǎn)物Neaumycin B(1)的立體選擇性全合成,在90 mg規(guī)模上的總收率為2.3%。該合成以克級(jí)規(guī)模的鎳催化還原交叉偶聯(lián)/螺縮酮化為關(guān)鍵步驟,構(gòu)建了Neaumycin B中螺環(huán)縮酮骨架。合成Neaumycin B的C3-C6、C8-C14和C20-C41片段的立體結(jié)構(gòu)通過(guò)X-射線(xiàn)晶體學(xué)得到了明確的驗(yàn)證。文獻(xiàn)詳情:
Jiaming Ding, Amos B. Smith, III*. Total Synthesis of the Reported Structure of Neaumycin B. J. Am. Chem. Soc. 2023, https://doi.org/10.1021/jacs.3c06573 長(zhǎng)按或掃一掃左側(cè)二維碼查看原文
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