周強(qiáng)輝課題組“伯克利酸的精準(zhǔn)全合成”取得新突破
11月30日，國際頂級(jí)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》在線發(fā)表了我?；瘜W(xué)與分子科學(xué)學(xué)院周強(qiáng)輝教授（高等研究院兼職研究員）課題組的最新研究成果：通過協(xié)同催化策略高效合成伯克利酸（(–)-berkelicacid），論文題目為“A Concise Total Synthesis of (–)-BerkelicAcid”（《伯克利酸的精準(zhǔn)全合成》），該工作被選為熱點(diǎn)文章。
副教授程鴻剛和博士研究生楊振杰為本論文的共同第一作者，周強(qiáng)輝教授為通訊作者。這項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金委和武漢大學(xué)海外人才啟動(dòng)基金的支持。
(–)-Berkelicacid是一種具有獨(dú)特的四環(huán)異色滿螺縮酮結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物，由Stierle教授團(tuán)隊(duì)于2006年從位于美國蒙大拿州的伯克利露天礦湖里的青霉菌中首次分離得到。據(jù)報(bào)道，該化合物能有效抑制基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-3)以及半胱氨酸蛋白酶-1的生理活性，并且對(duì)卵巢癌細(xì)胞株(OVCAR-3)也表現(xiàn)出較好的藥理活性 (GI50 = 91 nm)。由于(–)-berkelicacid新穎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、較好的生物活性，僅存在于極端的環(huán)境中，且含量少、分離困難，因而受到有機(jī)合成化學(xué)家的廣泛關(guān)注（圖1）。
圖1. 天然產(chǎn)物(-)-berkelicacid的化學(xué)結(jié)構(gòu)
周強(qiáng)輝教授課題組一直致力于高效有機(jī)合成研究。在前期研究的基礎(chǔ)上，他們以自主開發(fā)的環(huán)氧化合物參與的三組分Catellani/oxa-Michael加成串聯(lián)反應(yīng)、一鍋法脫保護(hù)/酸催化的螺縮酮化、以及鎳催化的還原偶聯(lián)反應(yīng)為關(guān)鍵步驟，實(shí)現(xiàn)了(–)-berkelicacid的全合成（圖2）。在該合成工作中，他們采用了高效協(xié)同催化的策略，快速獲得了重要的中間體；同時(shí)多次運(yùn)用串聯(lián)反應(yīng)以及一鍋法操作，縮短了整個(gè)合成所需步驟；之后，采用酶催化的去對(duì)稱化策略，也顯示出生物化學(xué)與有機(jī)合成緊密結(jié)合的重大意義；此外，將新穎的還原偶聯(lián)反應(yīng)等有機(jī)合成方法學(xué)應(yīng)用于天然產(chǎn)物合成中，對(duì)于促進(jìn)發(fā)展新的合成方法學(xué)也具有十分重要的意義。
圖2. (–)-Berkelicacid的全合成
最終，課題組以8步最長(zhǎng)線性步驟完成了天然產(chǎn)物(–)-Berkelicacid的高效全合成。該合成路線具有以下亮點(diǎn)：Catellani/oxa-Michael串聯(lián)反應(yīng)快速合成異色滿分子骨架；一鍋法脫保護(hù)/螺縮酮化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)四環(huán)核心骨架的構(gòu)建，僅用一個(gè)手性中心實(shí)現(xiàn)了另外4個(gè)手性中心的高效控制；在合成的后期采用鎳催化還原偶聯(lián)策略實(shí)現(xiàn)側(cè)鏈的高效連接。
（通訊員化苑）
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