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南科大化学系徐晶课题组在《美国化学会志》发表天然产物全合成突破性成果
2019年03月05日 新知 浏览量 : 返回

近日,南方科技大学化学系副教授徐晶课题组在天然产物全合成领域取得重要进展,以十分简短高效的十三步合成路线完成了高度复杂的二萜天然产物Atropurpuran。这项成果发表在国际顶尖期刊《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.,IF = 14.357)上。

Atropurpuran于2009年从展毛瓜叶乌头中分离得到,被认为是一些相关的二萜生物碱的生源合成前体,也与许多重要的复杂二萜生物碱有着高度类似的化学结构。Atropurpuran含有一个极为独特罕见的核心结构,被称为四环-[5.3.3.04,9.04,12]-正十三烷,是已知唯一一个含有此类骨架结构的萜类化合物,合成挑战极大。Atropurpuran多年来一直受到合成界的关注。国内外多个科研小组曾针对该分子展开合成研究,但仅有四川大学秦勇教授于2016年首次成功完成该分子的合成工作。

图: Atropurpuran的13步高效合成路线

经过近四年的努力,徐晶课题组针对该分子的独特结构,设计出了一条极为简洁高效的合成路线。课题组以商业可得的原料5-methoxytetralone为原材料,经由高效的烯炔复分解反应(RCEM)、区域选择性双重氧化去芳构化反应(RDOD)和分子内Diels-Alder反应(IMDA),快速地构建了四环-[5.3.3.04,9.04,12]-正十三烷核心结构。课题组在此基础上做几步简单修饰,完成了Atropurpuran的13步高效简洁合成。该合成不仅展现了高效合成策略对于复杂天然产物与复杂药物分子合成的关键作用,对于进一步开展二萜化合物和二萜生物碱的合成及生物活性研究也有着非常重要的意义。

徐晶课题组成员

本论文以南科大为唯一通讯单位,徐晶为唯一通讯作者。该全合成工作主要是由三位共同第一作者:研究助理谢生令、陈桂,博士后闫浩,以及研究助理侯洁苹、博士后贺永平和15级本科生赵同昀共同完成。

本项研究得到了南科大、国家自然科学基金委员会、深圳市发改委和深圳市科创委等在科研工作和项目经费上的支持。

 

对话徐晶:

Q:十三步合成路线设计过程不简单,在过程中你们有遇到什么样的困难?
A:虽然我们早在四年前就开始了这个项目的初步探索,基本设计思路也相对明确,但是我们在早期实验过程中遇到了非常大的困难,关键的结构合成我们尝试了多种办法均无法成功。但是幸运的是,我们的团队坚持下来了。

Q:从克服困难到取得成果,您的感受如何?
A:认准了正确的方向坚持下去,就会一定有收获。但是面对不成功甚至可能是错误的项目计划,及时止损回头也很重要。最为感谢的是团队同学的奋斗和拼搏精神,我们课题组每个成员都非常出色,从博士后到研究助理,从研究生到本科同学,他们不但解决问题的能力很出色,而且关键时刻拼得出来,顶得上去。在项目最紧张的阶段,大家每天都是十几个小时在实验室里不停地尝试,甚至通宵不休不眠地跟踪监测。没有这种精神,这个项目是绝对无法获得成功的。

Q:此科研工作取得了阶段性的成果,后续还会继续研究什么样的问题?
A:药物合成前沿科学的根本目标是从简单、经济、易得的化学原料出发,通过一条步骤最少、产率最高、立体选择性最好的路线合成药物。从根本上讲,高效率的化学合成就意味着时间成本、生产成本和药物价格的降低,以及生产药物带来的环境污染的降低。因此,复杂药物分子和有着药用前景的复杂天然产物的高效率合成是有机化学领域的前沿热点,也是我们团队一直追求的目标。我们会继续对多个复杂药物分子和有着生物活性和药用前景的天然产物分子开展高效率的合成研究,希望能为中国药物合成前沿科学的进步贡献一份力量。

论文链接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b00391

 

供稿:化学系

采访:苗雪宁

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