若干对映-贝壳衫烷型二萜类天然产物旱生香茶菜素的全合成研究

Ent-Kaurane diterpenoids are complex natural products with incredible structural diversities. They have shown anti-cancer, anti-inflammatory, anti-virus, and anti-bacterial activities. Their structural features together with excellent bio-activities have attracted a lot of attention from synthetic community and the synthetic studies toward this family of natural products have grown into a very active research area. The proposed project take several Xerophilusins isolated from Traditional Chinese Medicine as synthetic targets, will investigate the structural relationship of these molecues so that to develope collective syntheses from a common intermediate. Given that the structral features of these targets are commonly seen in Ent-Kaurane diterpenoids, the chemistry will also accumulate synthetic experiences for other related natural products and provide new synthetic strategies meeting the challenges in the synthesis of ent-kaurane diterpenoids.

对映-贝壳衫烷型二萜天然产物骨架结构复杂多样，多具有抗癌、抗炎、抗病毒和抗细菌等重要生物活性。这类天然产物因其良好的生物活性及其在化学结构上的多样性，引起了国内外合成化学家的广泛关注，是近年来全合成方面比较活跃的研究领域。本项目以我国民间广泛应用的中草药香茶菜属植物中分离得到的若干C-20位被氧化的对映-贝壳衫烷型二萜天然产物旱生香茶菜素（xerophilusins）为研究对象进行深入的全合成研究并探索不同骨架类型之间的化学相关性，以期发展便捷通用的合成策略完成多个不同骨架类型旱生香茶菜素家族成员的集合式合成。这个工作的完成同时也可以为其它对映-贝壳衫烷型二萜及生源相关二萜生物碱的合成提供宝贵的经验以及合成策略的支持。

本项目对若干对映-贝壳衫烷型二萜类天然产物进行了全合成研究，并完成了五个家族成员的全合成。项目在研究过程中，针对对映贝壳衫烷中通用的分子骨架的快速高效构筑，发展了新的合成策略。在基于自由基环化反应的思路中，我们发展了两代合成策略。第一代通过苯基自由基的跨环自由基加成，立体选择性的快速构筑对映-贝壳衫烷天然产物中广泛存在的季碳立体化学中心，在对苯环去芳构化之后，又通过两个跨环自由基环化反应，立体选择性的构筑了对映-贝壳衫烷天然产物中特征的[3,2,1]-桥环骨架，并在此基础上实现了trichorabdal A的全合成；在此之后，我们利用maoecrystal Z和trichorabdal A的生源合成关系，通过一个共同高级中间体，又完成了maoecrystal Z的全合成。第二代合成策略针对第一代合成中后期构筑桥环体系效率太低的缺点，发展了“合成砌块焊接策略”，通过简单的aldol加成-自由基跨环加成，把一个已带有桥环骨架的合成砌块与简单的不饱和内酯砌块进行“焊接”，一步得到含有全部碳元素的高级中间体，在此基础上，通过简单的后期功能团转化，完成了isorosthin L和isoadenolin I的高效不对称全合成。此外，针对对映-贝壳衫烷中广泛存在的[3,2,1]-桥环骨架，我们还发展了全新的ene-反应（或Prins环化）构筑策略。并在此基础上实现了luanchunin B的全合成。在本基金资助下对以上五个天然产物的全合成中所发展的化学和合成策略将对其他具有结构关联性的天然产物的全合成提供新的合成解决思路。为这些生物活性分子在生物功能性研究中打下坚实的物质基础。