天然产物Scabrolide A和Yonarolide的全合成

研究论文介绍

2023/7/19
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Author:CS editor

作者：石油醚

导读：

近日，美国UIUC的David Sarlah团队在J. Am. Chem. Soc上，以 “Total Syntheses of Scabrolide A and Yonarolide” 为题，报道了分别通过10步和11步完成了Norcembranoid二萜类天然产物Scabrolide A和Yonarolide的简明全合成路线设计。其中，关键步骤主要涉及 [5,5]-双环内酯由两个手性片段通过偶联高效构建、Liebeskind-Srogl偶联 (Liebeskind–Srogl coupling) 、LDA/ZnI₂体系促进的环化/消除串联反应 (cyclization/elimination cascade by a zinc-amido base)以及通过后期γ-氧化引入敏感的烯二酮部分 (enedione motif by late-stage γ-oxidatio) 等。

“Total Syntheses of Scabrolide A and Yonarolide

Roberto Serrano, Yaroslav D. Boyko, Lucas W. Hernandez, Aleksandras Lotuzas, and David Sarlah*

J. Am. Chem. Soc.,2023,145,8805-8809.doi:10.1021/jacs.3c02317”

正文：

天然产物（−）-Yonarolide（1）和（−）-Scaprolide A（2）是由日本科学家Yasuji Yamada及其同事于1995年首次从短指软珊瑚Sinularia中分离出Norcembranoid类二萜类化合物家族的代表性成员 (Figure 1a)^[1]，并且初步研究表明（−）-Scaprolide A（2）具有抗癌和抗炎症的特性。近日，美国UIUC的David Sarlah教授课题组报道了分别通过10步和11步完成了Norcembranoid类二萜类天然产物Scabrolide A (2) 和Yonarolide (1) 的简明全合成。并发表于J. Am. Chem. Soc上。

很明显（−）-Yonarolide（1）和（−）-Scaprolide A（2）具有极其相似的骨架，并且(1)脱水即可获得 (2)。基于上述以及 (1) 和（2）骨架结构，作者对进行了Scaprolide A相关的逆合成分析(Figure 1b)，进而推测出全合成路线设计中的关键砌块分别为γ-oxidation of tetracycle (3)、[5,5]-双环内酯 (4)、环庚烯基砌块 (5)、Maimone’s 烯酮 (6)以及烯酮 (7)、亚甲基环丙烷(MCP)。其具体的逆合成路线是， Maimone’s 烯酮 (6)或烯酮(7)与亚甲基环丙烷(MCP)发生[3+2]环加成^[^2]即可获得[5,5]-双环内酯(4)和环庚烯基砌块 (5)，砌块(4)与环庚烯基砌块 (5)偶联构建关键砌块 (3)。四环化合物(3)的γ-氧化即可获得天然产物（−）-Scaprolide A（2），而(2) 脱水获得（−）-Yonarolide（1）。

Figure 1. Structures of (−)-yonarolide (1) and (−)-scabrolide A (2). (b) Retrosynthetic analysis

首先，在温和条件下，以溴甲基环丙烷为原料，实现了>10 g级规模亚甲基环丙烷 (MCP) (9)合成(Figure 2c)。另外一方面，受到Noyori等人报道^[^3]以及Binger等人^[^4]进一步开发的环化方法启发，作者通过改良镍催化环戊烯酮 (8)与亚甲基环丙烷 (9) 构建环化产物 (10)的条件(Figure 2b)，成功实现了官能团化的环戊烯酮(6)与亚甲基环丙烷 (9)反应构建关键的砌块 (11) (Figure 2b)。

Figure 2. Optimization of Ni-Catalyzed Annulation

其次，该小组完成了（−）-Yonarolide（1）和（−）-Scaprolide A（2）全合成路线设计，如Figure 3。

Figure 3. Syntheses of Yonarolide (1) and (−)-Scabrolide A (2)

总结，David Sarlah教授课题组报道了分别通过10步和11步完成了Norcembranoid类二萜类天然产物Scabrolide A (2) 和Yonarolide (1) 的简明全合成。其中，关键步骤主要涉及 [5,5]-双环内酯由两个手性片段通过偶联高效构建、Liebeskind-Srogl偶联 (Liebeskind–Srogl coupling) 、LDA/ZnI₂体系促进的环化/消除串联反应 (cyclization/elimination cascade by a zinc-amido base)以及通过后期γ-氧化引入敏感的烯二酮部分 (enedione motif by late-stage γ-oxidatio) 等。

参考文献：

[1] (a) Iguchi, K.; Kajiyama, K.; Yamada, K.Tetrahedron Lett.1995,36, 8807−8808. doi:10.1016/0040-4039(95)01867-H.(b) Sheu, J.; Ahmed, F.; Shiue, R.; Dai, C.; Kuo, Y.J. Nat. Prod.2002,65, 1904−1908.doi:10.1021/np020280r.(c) Cui, W.-X.; Yang, M.; Li, H.; Li, S.-W.; Yao, L.-G.; Li, G.; Tang, W.; Wang, C.-H.; Liang, L.-F.; Guo, Y.-W.Bioorg.Chem.2020,94, 103350. doi:10.1016/j.bioorg.2019.103350.(d) Du, Y.; Yao, L.; Li, X.; Guo, Y. Y.Chin. Chem. Lett.2023,34,107512.doi:10.1016/j.cclet.2022.05.026.
[2] Brill, Z.; Grover, H.; Maimone, T.Science2016,352, 1078−1082.doi:10.1126/science.aaf6742.
[3] Noyori, R.; Odagi, T.; Takaya, H.J. Am. Chem. Soc.1970,92, 5780−5781.doi:10.1021/ja00722a064.
[4] Binger, P.; Schafer, B.Tetrahedron Lett.1988,29,4539−4542.doi:10.1016/S0040-4039(00)80541-9.
[5] Umbreit, M.; Sharpless, K. B.J. Am. Chem. Soc.1977,99, 5526−5528. doi:10.1021/ja00458a072.
[6] Neises, B.; Steglich, W.Angew. Chem., Int. Ed.1978,17, 522–524, doi:10.1002/anie.197805221.
[7] Ohshima, T.; Xu, Y.; Takita, R.; Shimizu, S.; Zhong, D.; Shibasaki, M.J. Am. Chem. Soc.2002,124, 14546–14547, doi:10.1021/ja028457r.
[8] Gemal, A. L.; Luche, J. L.J. Am. Chem. Soc.1981,103, 5454–5459,doi:10.1021/ja00408a029.
[9] (a) Li, H.; Yang, H.; Liebeskind, L. S.,Org. Lett.2008,10, 4375– 4378.doi:10.1021/ol8018456. (b) Ferrié, L.; Fenneteau, J.; Figadère, B.Org. Lett.2018,20, 3192– 3196.doi:10.1021/acs.orglett.8b01020
[10] (a) Hlavinka, M.; Hagadorn, J.Organometallics2007,26, 4105– 4108. doi:10.1021/om700475t. (b) Rohbogner, C. J.; Wunderlich, S.; Clososki, G.; Knochel, P.Eur. J. Org. Chem.2009,2009, 1781– 1795. doi:10.1002/ejoc.200801277
[11] (a) Brooke, A. G.; Macrae, D. M.J. Organomet. Chem.1974,77, 19– 21.doi:10.1016/S0022-328X(00)81332-7. (b) Rubottom, G. M.; Gruber, J. M.; Boeckman, R. K., Jr; Ramaiah, M.; Medwid, J. B.Tetrahedron Lett.1978,19, 4603– 4606. doi:10.1016/S0040-4039(01)85682-3.
[12] Luzzio, F.; Fitch, R.; Moore, W.; Mudd, K.J. Chem. Educ.1999,76, 974. doi:10.1021/ed076p974.
[13] Scheidt, K.; Bannister, T.; Tasaka, A.; Wendt, M.; Savall, B.; Fegley, G.; Roush, W. R.J. Am. Chem. Soc.2002,124, 6981– 6990. doi:10.1021/ja017885e.
[14] Atkins, G. M., Jr.; Burgess, E. M.J. Am. Chem. Soc.1968,90, 4744– 4745. doi:10.1021/ja01019a052.