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Synthesis

获得 ryanodol 的快速途径

大幅缩减合成制备步骤

by Bethany Halford
August 29, 2016 | APPEARED IN VOLUME 94, ISSUE 34

 

更短的途径
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(+)-ryanodol 合成的亮点包括 Pauson-Khand 反应以及二氧化硒氧化。

仅使用 15 次化学转化,Caltech 的科学家们便成功地从 (S)-长叶薄荷酮开始构造出了复杂的分子 (+)-ryanodol,这是一种市售萜烯。 和之前东京大学 Masayuki Inoue 拥有的 35 个步骤的 ryanodol 合成记录相比,这大幅减少了步骤数。

“如今,复杂天然或非天然产物的总合成的重点在于发现一种策略,让我们可以用最少的步骤数制备产品,”舍布鲁克大学的化学教授 Pierre Deslongchamps(他在 1979 年曾报告了 41 个步骤的首次 ryanodol 合成)说道,“能够以 15 个步骤成功合成 ryanodol 确实是卓越的。”

Ryanodol 是自然产物利阿诺定的水解衍生物,利阿诺定是来自热带灌木南美杀虫植物 Ryania speciosa Vahl 的杀虫剂分子。 水解作用将利阿诺定中的吡咯酯转化为 ryanodol 中的酒精。 利阿诺定,以及 ryanodol(在较低程度上),以特定钙离子通道为目标(已知为利阿诺定受体),这些通道对于移动和识别很重要。

可通过该短时间合成制备的 ryanodol 类似物可用作生物探针来研究这些受体。 上周,Kangway V. Chuang、Chen Xu 和 Sarah E. Reisman 在费城的美国化学学会全国会议上展示了工作成果,并发布在了杂志上(2016 年,DOI: 10.1126/science.aag1028)。

Ryanodol 的五环以及多醇基团使其特别难以构造,Reisman 说道。 在研发 (+)-ryanodol 制备方法的过程中,Reisman 的团体设想将 Pauson-Khand 反应作为关键步骤。 Reisman 说,通过烯烃、炔烃和一氧化碳的环加成反应构造五个成员环的该方法有助于化学家将 ryanodol 分解为更加容易跟踪的目标。

她指出,另一个关键步骤是二氧化硒氧化,意外地同时执行三个氧化。“我觉得,如果当初我在科研基金申请中建议研究该氧化是不会得到基金批准的,”Reisman表示。但化学家们通过研究最初尝试氧化时得到的一些次要副产品,成功地一步制成了ryanodol的复杂结构的很大部分。

“该合成中的15个反应的组合是高度优化和复杂的,清楚地显示了Reisman研究小组的战略性设计的独创性,”Inoue评论道。

“在战略层面上,很难想象一个更简洁的途径,”Jeffrey S. Johnson(北卡罗来纳大学教堂山分校的有机合成专家)说。 “在多步合成的基础上进行改进都是非凡的成就。在这个富有挑战性的目标上将步骤数减少一半以上,这很难得,让人兴奋,也能带

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