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MicrandilactoneA是2003年来从我国云南当地特有植物SchisandramicranthaA.C.Smith(小花五味子)中分离鉴定的复杂天然产物,属高度氧化重排的降三萜类化合物。其结构中含有八个环系,十四个手性中心,七个季碳,以及天然产物中首次被报道的7-8-5碳环骨架,这充分体现了其结构的复杂性,多样性以及新颖性。近年来,又陆续发现了一系列同族化合物,并且有研究表明,该类化合物具有显著的抗-HIV,抗肿瘤等生物活性。新颖独特的化学结构,以及良好的生物活性,使MicrandiactoneA成为理想的全合成目标分子。
作为全合成目标分子,我们需解决三个关键性问题:多环体系的构建,手性中心的构建以及含氧官能团的构建。我们设计了一条高度会聚的合成策略:通过钯催化羰基插入成环反应的cascade反应一步构建EGH三环体系。接着通过串联的二烯炔复分解关环反应构建核心7-8并环体系或通过烯烃复分解反应和[3,3]-σ-重排反应分步构建核心7-8并环体系。在进行全合成之前,我们设计了三个模型研究,本论文的工作主要集中在模型1和3构建。
1.在构建A-B-C三环体系的过程中,先后使用了三个合成策略:TandemAldol、SmI2参与的关环以及烯炔复分解关环。通过不断的对结构的探索和了解,我们最终在第三个策略上取得成功。我们通过使用三个关键反应:Lewis酸催化的Diels-Alder反应,TandemHWE-Michael内酯化反应,烯炔复分解反应,通过十四步化学转化成功的完成了A-B-C三环体系的构建。同时合成了RelayRCM的关环前体,对这一反应进行了细致研究。
2.在串联的烯烃复分解反应(TandemRCM)策略构建BCDEF五环体系的研究中,通过奎宁去对称酯化反应将不对称元素引入左侧片断的合成,成功地实现了A-B并环的不对称构建和高度官能化的B环片断的不对称构建。以有机小分子催化的不对称Diels-Alder反应将不对称元素引入右侧片断的合成,成功地实现了高度官能化的F环片断的不对称构建。通过负离子亲核反应实现两个片断的偶联,并进一步完成了二烯炔关环前体的构建。对TandemRCM反应进行了细致研究,通过分析结果和对七八并环体系结构的反思,提出了利用TandemRCM构建7-8并环体系的方法学研究。
3.在CDEFGH六环模型的研究进展中,我们首先从简单体系出发,通过Shapiro和Petasis等反应构建出一对重排前体,通过三异丁基铝参与的Claisen重排反应成功构建了七八并环体系,并通过NOE和单晶结构确认了立体化学的--传递,为复杂模型奠定了基础。我们分别设计了不饱和和饱和两种六环模型。分别就片断构建和重排反应及其立体化学进行了详细研究。我们成功的实现了不饱和7-8-5三环体系和饱和7-8-5三环体系的构建,后续的衍生化工作正在进行之中。
以上研究工作为今后MicrandilactoneA的全合成打下了很好的基础。