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
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3和4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。
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3和4,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。
作者选择化合物13为起始:
图片来自 Angew. Chem. Int. Ed.
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。