Myrioneurinol是一種密脈木屬生物堿。這類生物堿(1-7)結構多樣,生源上都可能由賴氨酸起始合成得到。密脈木屬生物堿還表現出不同類型的生物活性,包括抗瘧活性、KB細胞毒性和對丙型肝炎病毒的抑制活性。其中,2007年被分離出來的生物堿myrioneurinol (7)具有特征的1,3-噁嗪環骨架和五個連續的手性中心,其中一個為全碳季碳。這些結構特點對探索myrioneurinol的高效合成是很大的挑戰。
受myrioneurinol可能的生源合成途徑啟發,華南理工大學馬志強課題組團隊開發了一種高效合成myrioneurinol的方法。作者從烯胺-炔酮底物出發,發現在催化劑六氟銻酸銀和添加劑叔丁基氯的作用下,能夠以較高的效率獲得[2+2]環加成產物,得到高張力的環丁烯中間體。這一中間體經過后續的逆Mannich碎裂化/Mannich反應,簡潔高效地實現了myrioneurinol三環骨架結構的構建。 作者對烯胺-炔酮的[2+2]環加成反應進行了底物拓展,結果表明烷基(15a-c)或芳基(15d-g)取代的炔酮底物都能夠在這一條件下以較高產率得到環丁烯產物。烯胺氮原子可以由不同的拉電子取代基取代(15h-l),烯胺環系可以為五元環(15m-o)或七元環(15p,q)。這一反應對于烯基酰胺底物同樣適用(15r)。由此可見,這一催化體系底物兼容性強,條件溫和。 利用發展的這一方法,作者經過共14步反應完成了(±)-myrioneurinol的全合成,相較于前人的合成工作,步驟上減少很多。首先,作者從商業化原料δ-戊內酰胺(18)出發,經過五步轉化得到[2+2]環加成反應前體烯胺-炔酮14j。[2+2]環加成反應在標準條件下實現,得到關鍵的環丁烯化合物15j。從15j出發,作者經過一系列條件篩選,最后通過質子酸促進的串聯逆Mannich碎裂化/Mannich反應,完成myrioneurinol三環骨架17j的合成。從17j出發,作者經過亞甲基化反應得到二烯酮23,隨后通過串聯Boc去保護、N-羥甲基化、分子內氧雜Michael加成反應,一步實現myrioneurinol中1,3-噁嗪環的構建,得到化合物25。隨后,作者通過對化合物25的雙鍵進行還原,接著實現羰基α位的乙氧羰基化得到化合物26。26的結構和相對立體化學通過單晶衍生分析得到鑒定,其連續五個手性中心與myrioneurinol完全一致。最后,作者通過羰基還原、Barton–McCombie去氧反應和酯基的還原幾步轉化,完成了天然產物(±)-myrioneurinol的合成。 總之,作者發展了一種烯胺-炔酮底物的[2+2]環加成反應,并經過后續的逆Mannich碎裂化/Mannich反應,實現了myrioneurinol三環骨架結構的構建,最終經過14步完成完成了myrioneurinol的全合成。所采用的連續的環加成-骨架重排反應,為其它相關生物堿的合成提供了新的思路。 論文信息 Concise Synthesis of (±)-Myrioneurinol Enabled by Sequential [2+2] Cycloaddition/Retro-Mannich Fragmentation/Mannich Reaction Nanping Zhang, Prof.?Dr. Huanfeng Jiang, Prof.?Dr. Zhiqiang Ma Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202200085










