图 1 包含蒽醇或者蒽醌结构的天然产物
蒽醇或者蒽醌类结构广泛存在于活性天然产物或者药物分子中,是一类非常重要的骨架,如图1a所示,是几种不同氧化态的氢化蒽醌类基本骨架,而图1b中则是一些含有蒽醌结构的活性分子代表,如北风菌素Pleurotin(5)就吸引了化学家和生物学家的注意,因为其对革兰氏阳性菌具有强大的活性,对细胞氧化还原系统也具有抑制能力。
图 2 构建蒽醇结构的方法
一般说来,构建蒽醇的方法如图2所示,包括Hauser环化反应合成对位二取代化合物V,以Michael/Dieckmann缩合的策略合成化合物VI,本文的工作则是从邻甲基的苯甲醛出发,光诱导下形成羟基取代的二烯,然后和3-位带有取代基的环己烯酮在Lewis酸条件下反应生成蒽醇结构IV。
图 3 反应条件的筛选
首先,作者以取代的邻甲基苯甲醛底物7和6当量的3-甲基环己烯酮 8在366 nm的光照射下,以3当量的四异丙氧钛为Lewis酸,干燥的二氧六环作溶剂,反应半小时,能以100%的转化率和优良的产率及选择性得到蒽醇化合物9,并由单晶确定了其结构(entry 19)。
图 4 底物扩展一
有了最佳反应条件,作者对底物进行了扩展,首先以不同取代的邻甲基苯甲醛为底物,和不同取代的3-甲基环己烯酮两两组合反应,20多个底物都取得了中等到良好的产率,甚至甾体类的复杂烯酮也都可以很好地反应,如44和45b等都有单晶确定了其结构。
图 5 底物扩展二
除了3-甲基取代的烯酮底物外,2-甲基或者烷基取代的烯酮类底物也都能很好地发生反应,如图5所示,10几个底物也都取得了优良的产率,其中56, 59和64三个化合物也都以单晶确定了其结构和立体化学。
图 6 底物扩展三
当换用四取代的双键时,74和75的反应效果和三取代双键的反应效果相差不大,可以构建相邻的季碳中心,但76和77的反应效果很差,甚至不能发生反应。
图 7 PEDA反应在全合成中的应用
有了该PEDA构建蒽醇的方法,作者也将该方法用于了天然产物Oncocalyxone B(属于cordiachrome家族的混源萜类)的全合成,其合成路线如图7所示,取代的邻甲基苯甲醛13和4-位带有OTBS的3-甲基环己烯酮在标准条件下发生PEDA反应,得到化合物88,并由单晶确定了其结构,MOM保护二级羟基得到89,Tebbe反应将环己酮羰基转化为环外烯烃得到化合物90,TBAF脱去TBS保护基,氧化并还原实现其构型翻转得到化合物91,再在酸性条件下经苄基碳正离子中间体形成带氧桥的化合物92,单晶确定了其结构。硼氢化氧化端烯得到醛化合物94,另一个差向异构体也能在碱性条件下转化为94,再在四氯化锡条件下发生缩醛化反应,得到化合物95,最后CAN氧化,得到苯醌结构,就以优秀的产率完成了目标分子Oncocalyxone B的全合成,核磁和高分辨质谱与分离文献完全一致。
总结
高栓虎课题组报道了他们利用四异丙氧钛Ti(OiPr)4作Lewis酸,在光诱导下,促进邻甲基苯甲醛类底物形成带有烯醇式的二烯烃,进而和取代的环己烯酮类底物发生Diels-Alder反应,构建多取代的蒽醇或者蒽醌结构,即光诱导的烯醇化/Diels-Alder反应, photoenolization/Diels–Alder (PEDA)反应,该方法条件温和,底物适用性广泛,作者还将其用于了天然产物Oncocalyxone B的全合成,显示了该PEDA反应的潜在应用价值。
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