Chondrochloren A的全合成

引言

2003年,霍夫和莱辛巴赫的研究小组从crocatus软骨霉菌黏菌(Cmc5)中分离出的具有生物活性的天然产物——软骨叶绿素(Chondrochloren)A和B

图片来自 Angew. Chem. Int. Ed.

Yannick等人以1,2-金属重排加成替代Nozaki-Hiyama-Kishi反应,完成了酮醇片段构建的挑战,最后,通过酰胺和(Z)-乙烯基溴发生Z-选择性交叉偶联完成相应构型酰胺的制备。

该研究成果以Communication形式发表在Angew. Chem. Int. Ed.

DIO:10.1002/anie.202016072

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 合成解析

Chondrochloren A和B仅有一个细微的区别,C2位上A为甲氧基,B为乙氧基。因此,两个化合物其实可以采用相应的方法进行全合成。

图片来自 Angew. Chem. Int. Ed.

该化合物主要特征在于含有一个十四碳的长链,该长碳链上含有多个羰基、羟基、甲基以及双键等,并且具有特定的手性构型。合成上的挑战在于,在特定位置引入所需的官能团,并且保持相应的构型。

作者将该化合物的合成拆分为三个关键片段:片段3、烯酰胺4和Z-溴芳烯5

这样拆分的好处在于,片段34的加成不需要考虑构型的影响,加成后氧化,即可得到所需酮;在酰胺和Z-溴芳烯5的合成中,则需要保证双键的构型。

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拆分依据

根据目标化合物的特征,其实很容易联想到Aldol反应:

图片来自 Angew. Chem. Int. Ed.

但是,实际操作过程中,发现目标化合物酮羰基两边的甲基是anti反式的,而采用aldol反应,最终获得的片段,两个甲基均为syn顺式结构。显然,该方法不能用于所需目标化合物的制备。

另外,作者也提到从C8、C9进行切断:

图片来自 Angew. Chem. Int. Ed.

但是,这样的切断,需要一个不稳定的1,3-烯丙基片段,这在合成上来说也是不利的。

图片来自 Angew. Chem. Int. Ed.

因此,从C6、C7进行切断,得到片段34,进行合成后,羟基构型对后续反应影响不大,进一步氧化成酮即可。

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片段3的合成

作者选择化合物13为起始:

图片来自 Angew. Chem. Int. Ed.

在低温下,酰胺13经LDA拔氢,再和丁基碘反应,由于辅基的作用,获得特定构型的烷基化产物;接着,低温选择性还原,高选择性地获得相应的醇14
14经PCC氧化成醛,接着与片段15进行aldol反应,再经TBSOTf保护羟基,得到化合物16,该化合物经过X-射线单晶衍射确证结构
最后,在甲醇和四氢呋喃中,使用LiBH4处理还原酰胺,得到相应的伯醇;再DIAD和PPh3作用下,与TIBOH反应,获得关键片段3
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目标化合物的全合成

D-(+)-核糖酸-1,4-内酯17被选为制备多醇片段4的起始物:

依据文献报道方法,经过4步反应,D-(+)-核糖酸-1,4-内酯17可以转化为多醇酸酯18

18首先使用TBSOTf保护两个羟基,接着使用PPTS在甲醇中选择性脱去伯醇上的TBS保护基,再使用TES将其保护上,制备得到羧酸甲酯19

羧酸甲酯19经过LiBH4还原为醇后,再用TBS保护,接着经PPTS处理,选择性脱去TES保护基,转化为伯醇20

伯醇20在DMP试剂作用下,氧化为相应的醛,随后与Ohira-Bestmann反应,制备得到相应的端炔,经丁基锂处理后,在HMPA作用下,与碘甲烷反应,转化为相应的炔烃21

内炔21使用 Aggarwal方法,可以顺利转化为相应的烯烃频哪醇硼酸酯12

此前制备得到的关键片段3,在TMEDA存在下,低温下经仲丁基锂处理,获得锂化物22,随后与片段12进行加成反应,反应完成后,经过氧化氢的强氧化钠四氢呋喃溶液处理,高收率地获得单一立体异构体醇23

仲醇23经过DMP氧化,得到相应的酮,再通过硝酸铈(Ⅳ)铵处理,得到伯醇24

伯醇24同样使用DMP氧化,转化为相应的醛,接着再进一步氧化生成相应的羧酸,最后,再EDCI和HOBt活化下,与氨进行缩合,制备相应的酰胺25

碳酸铯存在下,碘化亚铜和DMEDA催化烯烃烯烃5和酰胺25进行缩合,以42%收率获得所需目标化合物,基于回收底物计算收率达到71%

最后,使用HF-三乙胺处理,脱去所有的TBS保护基,即可完成Chondrochloren A的全合成

评述

Chondrochloren A的结构不算太复杂,但是其合成过程,有许多挑战,长碳链上多官能团修饰,以及相应的立体构型,这些都给合成造成了困难。

作者通过巧妙的方法,避免了aldol合成的不利因素,通过1,2-金属重排,完成了长碳链骨架的构建。最后,使用CuI和DMEDA处理,完成了酰胺上Z-烯烃的拼接。

正是得益于这些巧妙的构思和方法,Chondrochloren A得以顺利地合成制备。

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