基于重排反应策略的若干海洋萜类天然产物的手性全合成研究

Marine terpenoidal natural products, such as liphagal, siphonodictyal B, puupehenone, puupehediol and puupehedione, have been shown to have highly selective biological activities including anticancer, anti-cardiovascular, anti-cerebrovascular, anti-diabetic, anti-leukemia and antiviral, and thus are quite promising drug lead compounds. The synthesis of these bioactive natural products is very challenging because of their complex and diverse structures as well as an easy configuration inversion at one of their chiral quaternary carbon centers. This project is based on our recent observation that the group migration order of pinacol rearrangements might be controlled under certain conditions, in which we would try our best to make new achievements in related rearrangement reactions. These selective rearrangement reactions would, in turn, be applied in the development of efficient synthetic strategies for asymmetric syntheses of a series of marine terpenoidal natural products. A novel cyclization/rearrangement/elimination tandem, recently developed by us, would be also applied in design of the shortest possible synthetic routes for facile synthesis of marine terpenoidal natural products without the above configuration inversion. We believe that our results on this project will provide some basis for these scientific problems in both synthetic methodology and total synthesis, and will be of some importance for the development of related drugs with our own independent intellectual property rights.

海洋萜类天然产物liphagal，siphonodictyal B，puupehenone，puupehediol和puupehedione等具有高选择性抗癌、抗心脑血管疾病、抗糖尿病、抗白血病和抗病毒等生物活性，是很有前景的药物先导化合物。由于其结构复杂多样且有一个容易发生手性构型翻转的季碳中心，因此如何采用较少反应步骤实现这些活性天然产物的手性合成极具挑战性。本项目在申请者最近发现的基团迁移顺序可以调控的pinacol重排反应的基础上，通过对其反应机理研究发展相关新的重排反应，接着以这些重排反应为关键步骤发展高效合成策略，实施一系列海洋萜类天然产物的手性合成。在项目实施过程中，结合申请者近期发展的新型环化-重排-消除的串联反应，设计尽可能短的合成路线，同时确保其不稳定季碳中心的手性构型不发生翻转。通过本项目的实施，为相关有机合成方法学和活性化合物合成等领域的理论创新做出贡献，也为基于这些海洋天然产物的自主知识产权药物的开发奠定基础。

海洋萜类天然产物liphagal，siphonodictyal B，puupehenone，puupehediol和puupehedione等具有高选择性抗癌、抗心脑血管疾病、抗糖尿病、抗白血病和抗病毒等生物活性，是很有前景的药物先导化合物。本研究围绕这些活性海洋萜类天然产物开展天然产物合成、重排反应、功能化合物合成及相关应用的基础性研究。取得的主要结果如下：（1）采用钯催化的腙和碘代芳基醛偶联反应直接构建天然产物骨架，基于重排反应策略实现了海洋萜类天然产物siphonodictyal B、liphagal和croallidicytals C/D的的手性全合成；（2）采用选择性频哪醇重排反应策略，实现了海洋萜类天然产物liphagal和siphonodictyal B的形式合成；（3）采用香紫苏腙和碘代苯类化合物偶联反应和分子内氧杂-Stork-Danheiser重排反应策略，实现了海洋萜类天然产物puupehenone，puupehediol和puupehedione的手性全合成；（4）采用aldol缩合反应和分子内氧杂-Stork-Danheiser重排反应策略，发展了海洋萜类天然产物puupehenone，puupehediol和puupehedione的另一种手性全合成；（5）采用腙和碘代苯偶联反应和几种重排反应策略实现了海洋萜类天然产物puupehedione的C8-异构体的合成，并用于合成海洋萜类天然产物chromazonarol、yahazunone和yahazunol等；（6）采用BF3•Et2O介导的连续1,2-氢迁移和1,2-甲基迁移重排反应和镍介导的不活泼碘代烷烃和芳基格氏试剂的偶联反应策略，实现了海洋萜类天然产物aureol的步骤经济性合成；（7）发展了puupehenone类海洋萜类天然产物的骨架苯并吡喃环的构建新方法和苯并吡喃酯的结构修饰方法，实施了其他含苯并吡喃环的天然产物合成；（8）实现了吖啶类化合物的绿色合成方法并应用于金属防腐蚀领域。本课题的研究对丰富海洋萜类天然产物liphagal，siphonodictyal B，puupehenone，puupehediol和puupehedione等的合成研究具有重要的学术意义。