天然产物合成研究进展论文

姚祝军课题组在石松生物碱全合成方面取得新进展石松门(Lycopodiophyta)是现存最古老的维管植物，并包含一些最原始的现存物种，出现于约四亿一千万年前。石松目(Lycopodiales)是石松植物门的一目，草本，现存有石松属和舌叶蕨属。石松属约250种，中国约有60种。中国民间用某些种的全草作药用，能祛风湿，舒筋活络。石松类生物碱(Lycopodium alkaloids)是从石松属植物(Lycopodium japonicum)和其近缘植物中分得的结构类似，具有相同生源的一类结构奇特且骨架变化多样的生物碱。该类生物碱具有很多重要的生物学功能，其中具有代表性的石杉碱甲(huperzine A)对治疗老年痴呆症有显著疗效，目前正在进行第三期人体临床实验。由于该类生物碱具有新颖复杂的化学结构和重要的生物功能，对于这些天然产物的合成研究已经成为近十年内国际有机合成领域的关注热点。南京大学化学化工学院姚祝军教授指导的研究组最近针对huperzine A、Lannotinidine B等石松生物碱开展了系统的化学合成研究，并取得了重要进展。该实验实研究人员针对这些天然产物的个体特点分别设计了合成路线，并从中发现和获得了一些行之有效的立体控制和区域控制的高效率有机合成方法。2012年年初，该研究组博士生丁小华等首次实现了高光学纯度天然石杉碱甲的催化不对称形式合成，通过多功能有机小分子催化一锅构建了石杉碱甲结构中的复杂复杂桥环体系，在克级规模的实验中获得产品达到了95% ee的光学纯度 (Ding, .; et al. Tetrahedron 2012, 68, 6240-6248)。与此同时，该实验室的访问学者、本校生命科学院副教授戈惠明博士和化院博士研究生张兰德等在另一复杂石松生物碱Lannotinidine B的全合成中也取得了重要进展。今年8月初，他们完成的首例Lannotinidine B的全合成在国际重要学术刊物《美国化学会志》（JACS）上正式发表 (Ge, H. M.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 12323-12325.)。该合成路线设计精巧，从商品化原料出发仅使用了十步化学反应，总产率达到23%。合成过程中有效利用了有关化学反应的区域选择性和立体选择性，没有一次使用保护基，并发展应用了羰基-酯基之间直接形成C-C键的自由基还原/负离子环合方法。Lannitinidine B的首次全合成充分展示了现代有机合成化学对于步骤经济性和氧化还原经济性的追求理念。论文发表之后获得了国际同行的极大关注，发表首月(8月份)位列美国JACS网站期刊论文阅读排行榜The Most Read JACS Articles的第二名。