《扁板海綿屬聚酮類天然產物集群式仿生合成》是依託清華大學，由唐葉峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：扁板海綿屬聚酮類天然產物集群式仿生合成
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：唐葉峰
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
扁板海綿屬聚酮類天然產物是一類具有新穎化學結構和重要生物活性的海洋天然產物，也是近年來天然產物合成領域的研究熱點之一。目前文獻報導的關於此類天然產物的全合成研究通常針對某一特定目標分子，合成策略缺乏普適性。本課題在綜合分析該家族不同類型化合物結構特點的基礎上，提出了一條具有普適性的仿生合成策略，其優勢在於從同一線性前體出發，經過發散式合成路線，實現該家族多種不同類型天然產物的集群式合成。本課題所設計的仿生合成路線包含多個簡潔高效、獨具特點的光化學串聯反應，如單線態氧氣參與的[4+2] 環加成串聯Kornblum-DeLaMare rearrengement反應以及1，6-雙鍵和氧氣參與的formal [2+2+2]反應。本課題還將圍繞上述合成工作得到的若干具有結構多樣性的“天然產物庫”展開初步的生物功能研究，特別是探索其抗瘧疾活性構效關係和可能的作用機制。
結題摘要
扁板海綿屬聚酮類天然產物具有豐富的結構和生物活性多樣性，是近年來有機合成和藥物化學研究的熱點之一。已報導的此類天然產物全合成路線往往只適用於特定目標分子，缺乏普適性。另外，關於該類天然產物的生物活性研究往往局限於單一分子，缺乏系統全面的構效關係研究。本課題結合理性設計和仿生合成，系統研究了此類天然產物幾種不同骨架的高效合成和相互轉化問題，並最終完成了十多個代表性天然物的集群式合成。 在合成主線中，我們實現了處於該類天然產物生源途徑下游階段的呋喃類、五元內酯類以及複雜多環類天然產物的高效合成與相互轉化。此部分研究工作的創新點包括：利用有機小分子催化的不對稱Mukaiyama-Michael反應為關鍵步驟，快速構建了五元內酯類天然產物的核心骨架，並通過側鏈衍生實現Plakilactones的全合成；利用分子內[2+2]環加成反應完成(+)-Hippolachnin A的首次仿生合成；利用氫原子轉移介導的乙烯基環丁烷氧化反應完成(+)-Gracilioether A和11-epi-(+)-Gracilioether A以及(-)-Gracilioether E的合成；利用選擇性烯丙位氧化完成(-)-Gracilioether B的首次仿生合成；利用四氧化釕介導的氧化串聯反應完成(-)-Gracilioether F的高效合成。 在合成副線中，以仿生合成為指導，實現了處於該家族天然產物生源合成途徑上游階段的過氧六元環類骨架和呋喃類骨架的合成和轉化。此部分工作的亮點包括：利用Suzuki偶聯反應實現共軛二烯片段的構建；利用單線態氧氣參與的分子間[4+2]環加成反應，實現開鏈狀共軛二烯向過氧六元環類骨架的轉化；利用Kornblum-DeLaMare重排串聯反應，實現過氧六元環類骨架向呋喃類骨架的轉化，完成(-)-Gracilioether B的第二代合成。 本課題解決了扁板海綿屬聚酮類天然產物大部分代表性骨架的合成和相互轉化問題，合成工作體現了高效性、多樣性和新穎性。上述工作為理解和闡明該類天然產物的生源合成網路提供了實驗依據，也為深入研究該類天然產物的生物活性奠定了基礎。
