基于有机SOMO活化串联环化反应的几种多环萜类天然产物的不对称全合成研究

Polycyclic triterpenoidal natural products have attracted increasing attention thanks to their important biological activities, such as anticancer, antibacterial and sphingosine kinase inhibitor, as well as their unique chemical structures and potential application prospects. In connection with our ongoing work in this field, herein we would try our best to accomplish several first asymmetric total syntheses of bioactive polycyclic triterpenoidal natural products using efficient synthesis strategies. To achieve this goal, we would like to study their unique chemical structures, and then to design desired synthetic routes by using the new concepts, new knowledge and new technologies in the field of synthetic organic chemistry. To achieve the concepts of "atomic-economy" and "step-economy", we would like to design the shortest possible synthetic routes by using novel tandem reactions in modern organic synthesis along with useful tandem reaction reported by us. Moreover, we would like to pay attention to whether the tandem reactions can meet the requirements of diversity-oriented synthesis. We would like to develop new synthetic methodologies during our total synthesis, and, in turn, to improve our total synthesis by using new-developed synthetic methodologies. 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 their applications.

多环萜类天然产物以其重要的生物活性（如抗癌、抗菌和鞘氨醇激酶抑制剂）、独特的化学结构和潜在的应用前景使其成为一个备受关注的研究领域。本项目在已有工作的基础上，运用有机合成化学新概念、新知识和新技术，根据目标分子的结构进行巧妙设计，发展高效合成策略，力争在国际上率先完成一系列具有重要生物活性的多环萜类天然产物的不对称全合成。在项目实施过程中，结合项目组报道的串联反应和现代有机合成方法学中的新型串联反应等来设计尽可能短的合成路线，符合"原子经济性"和"步骤经济性"理念，同时也考虑所选择串联反应能否满足多样性合成的需要。项目组通过多环萜类天然产物全合成带动相关有机合成方法学的发展，而发展的有机合成方法学反过来更好地为更多天然产物全合成服务。通过本项目的实施为萜类天然产物全合成和相关有机合成方法学领域的理论创新做出一定贡献。

多环萜类天然产物具有抗癌、抗菌和鞘氨醇激酶抑制剂等生物活性、独特的化学结构和潜在的应用前景，是很有前景的药物先导化合物，成为一个备受关注的研究领域。本研究围绕多环萜类天然产物开展天然产物合成和相关有机合成方法学研究。取得的主要结果如下：(1)本研究以反式,反式-金合欢醇为原料，通过氧化反应、不对称加成反应、有机SOMO活化串联环化反应和还原反应合成了香紫苏醛；(2)本研究以香紫苏醛为原料，运用有机合成化学新概念、新知识和新技术，发展新型串联反应（半缩醛化反应/重排异构化反应/逆半缩醛化反应），在国际上率先完成了haterumadienone, haterumadiendione, 20-hydroxyhaterumadienone, 20-epihydroxy-haterumadienone 和 20-acetoxyhaterumadienone等5个多环萜类天然产物的不对称全合成；(3)在此基础上，本研究采用串联环化反应实现了puupehenone, puupehedione 和 puupehenol等3个多环萜类天然产物的两种不对称全合成, 期间发现了苯基烯丙醇还原反应不是生成共轭苯烯而是生成相应的非共轭苯烯的异常现象，从而实现了ent-chromazonarol和8-epi-19-methoxypuupehenol等2个多环萜类天然产物的不对称全合成；(4)本研究以香紫苏醛为原料，发展基团迁移顺序可以调控的pinacol重排反应，实现了austrodoral, austrodoric acid和8-epi-11-nordriman-9-one等3个多环萜类天然产物的不对称全合成；(5)本研究在puupehenone类多环萜类天然产物合成中，发展了其骨架苯并吡喃环的合成方法学研究，研究过程中发现了查尔酮异构化生成1,3,5-三苯基苯类化合物的方法；(6)本研究在puupehenone类多环萜类天然产物合成中用到磺酰腙中间体，期间发现了磺酰腙重排生成亚磺酸酯类化合物的方法，依据其原理设计实现了磺酰甲基异腈参与的不饱和醇的直接亚磺酸酯化反应的方法；(7)本研究合成了多环萜类天然产物bispuupeheone核心骨架，为合成极具挑战性的多环萜类天然产物bispuupeheone打下基础。本课题的研究对丰富多环萜类天然产物的合成研究具有重要的学术意义。