(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)
正文
Scabrolide A(1)是一種有趣的降西松烷類化合物,來(lái)源于Sinularia屬的軟珊瑚。利用了早期的生物合成考慮,1是通過(guò)雙鍵異構(gòu)化從Scabrolide B(2)中衍生出來(lái)的(Figure 1)。雖然這種轉(zhuǎn)化可以幾乎定量的收率實(shí)現(xiàn),但作者注意到了一個(gè)令人困惑的不一致:合成1與Scarrolide A完全對(duì)應(yīng),但其前體2與推測(cè)的Scarrolid B根本不匹配。基于DFT計(jì)算研究發(fā)現(xiàn),作者對(duì)Scarrolid B(2)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修訂,重新定義為Scarrolid B(3)。天然產(chǎn)物Scabrolide B(3)與Scabrolide A(1)的顯著不同之處在于,它具有6?7?5而不是7?6?5的碳三環(huán)骨架。因此,它與Sinuscalide C(4)及其脫水子類密切相關(guān),也與Fragilolide A(5)密切相關(guān),其中C3酮被還原。除了這種結(jié)構(gòu)差異之外,1和3的C12立體中心具有相反的構(gòu)型,從而能夠?qū)cabrolide B(3)與Inelenolide(6)區(qū)分開(kāi)來(lái)。化學(xué)加_合成化學(xué)產(chǎn)業(yè)資源聚合服務(wù)平臺(tái),歡迎下載化學(xué)加APP關(guān)注。
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最初,作者對(duì)Scabrolide A(1)的合成路線進(jìn)行一些調(diào)整,其也可能合成Scabrolide B(3)。具體來(lái)說(shuō),1的中心六元環(huán)是通過(guò)閉環(huán)復(fù)分解(RCM)構(gòu)建。將所得烯烴化合物8進(jìn)行羥基導(dǎo)向環(huán)氧化,然后進(jìn)行堿誘導(dǎo)開(kāi)環(huán),以實(shí)現(xiàn)不協(xié)調(diào)的1,4-二氧化模式(Scheme 1A)。通過(guò)上述幾個(gè)步驟,可將化合物10轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物。然而,這種策略不能延伸到Scabrolide B的合成(Scheme 1B)。雖然二烯化合物11能夠順利進(jìn)行了閉環(huán),但在12參與的羥基導(dǎo)向環(huán)氧化反應(yīng)均失敗。同時(shí),化合物13通過(guò)RCM制備化合物14的嘗試也未能成功。因此,作者進(jìn)行了相關(guān)的逆合成分析(Scheme 1C)。首先,Scabrolide B(3)可由砌塊A通過(guò)分子內(nèi)烯醇化烯基化/氧化制備。其次,砌塊A可由環(huán)化前體B制備。此外,環(huán)化前體B可由內(nèi)酯化合物C與烯酮D通過(guò)Michael加成制備。
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砌塊19的合成(Scheme 2)。以環(huán)己烯酮(15)與硼酸酯(16)為底物,通過(guò)不對(duì)稱銠催化1,4-加成反應(yīng),可以87%的收率得到中間體17,ee為94%。其次,使用位阻大的LiTMP進(jìn)行脫質(zhì)子化后,再使用TMSCl進(jìn)行淬滅,生成硅基烯醇醚18作為主要異構(gòu)體(rr ≥ 5:1,無(wú)需分離)。隨后,以Pd2(dba)3為催化劑,碳酸二烯丙酯為終端氧化劑,無(wú)需任何額外配體,可直接進(jìn)行Saegusa-型氧化反應(yīng),可以兩步56%的總收率得到(R)-Norcarvone砌塊19。
砌塊23的合成(Scheme 2)。以(R)-芳樟醇為底物,按照文獻(xiàn)的工藝(J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 1528; Chem. Rev. 2017, 117, 11753.),可制備中間體21。中間體21在HF·Py/THF與TMSOTf/Et3N/THF條件下進(jìn)行保護(hù)基團(tuán)替換,可以兩步84%的總收率合成中間體22。中間體22通過(guò)進(jìn)一步的臭氧化與Stork-Zhao烯基化反應(yīng),可以兩步69%的總收率得到Z-烯基碘化物中間體23。
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Scarrolid B(3)和Sinuscalide C(4)的全合成(Scheme 3)。以砌塊19和砌塊23為底物,在La(OTf)3/TMP/TIPSOTf條件下進(jìn)行Mukaiyama-Michael加成反應(yīng),并在TBAF/THF條件下進(jìn)行硅基烯醇醚的選擇性斷裂,可以兩步70%的總收率合成中間體25。同時(shí),通過(guò)X-射線單晶衍射分析,作者對(duì)位阻較大的C12-C13鍵上新形成的立體中心進(jìn)行了確證(Figure 2)。通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的大量嘗試后發(fā)現(xiàn),中間體25在2,6-二異丙基苯酚(27)/tBuOK/ Pd(PPh3)4條件下進(jìn)行環(huán)化反應(yīng),可生成三環(huán)烯酮中間體28(收率約60%)和二聚體副產(chǎn)物29(收率為29%),無(wú)需進(jìn)行進(jìn)一步的分離。通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的大量?jī)?yōu)化后發(fā)現(xiàn),上述的混合物28和29在O2/P(OMe)3/ DBU條件下進(jìn)行烯丙基重排/氧化反應(yīng),可以兩步39%的總收率合成單一的非對(duì)映異構(gòu)體30。中間體30在MeReO3條件下進(jìn)行1,3-烯丙基重排反應(yīng),可以52%的收率得到中間體31。中間體31在MnO2/CH2Cl2條件下進(jìn)行氧化反應(yīng),可以51%的收率得到(?)-3。同時(shí),通過(guò)X-射線衍射分析,進(jìn)一步證明了(?)-3結(jié)構(gòu)的正確性(Figure 3)。(?)-3在Burgess試劑存在下進(jìn)行脫水反應(yīng),可以74%的收率得到Sinuscalide C(4),表征數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)報(bào)道的一致。
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Ineleganolide(6)和Horiolide(34)的全合成(Scheme 4)。通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的大量嘗試后發(fā)現(xiàn),以(?)-3為底物,在Et3N/MeOH/MeCN條件下進(jìn)行串聯(lián)反應(yīng),包括C8?OH基團(tuán)在烯酮上的oxa-Michael加成反應(yīng)和C12立體中心的差向異構(gòu)化,可以20%的收率得到Ineleganolide(6)。Ineleganolide(6)通過(guò)進(jìn)一步的retro-oxa-Michael反應(yīng),得到中間體32,32接著發(fā)生retro-aldol反應(yīng),得到中間體33,33再發(fā)生Michael加成,可以25%的收率得到Horiolide(34)。
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總結(jié)
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