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    我所仿生催化合成四環色烯縮酮類化合物

      近日,我所催化基礎國家重點實驗室李燦院士、劉龑研究員等在仿生催化領域取得新進展,通過模仿四環色烯縮酮的生物合成路徑,發展了金-鈧雙金屬協同手性催化原位生成鄰位亞甲基醌(o-QMs)和色烯中間體的過程,實現了四環色烯縮酮的不對稱催化合成。

      四環色烯縮酮廣泛存在于天然產物結構并具有突出的抗病毒活性。然而由于四環色烯縮酮的結構中有不穩定的縮酮骨架和連續構建所需的手性中心,因此合成四環色烯縮酮一直面臨挑戰。發展手性催化的合成方法,特別是發展仿生的一步合成方法,對于此類結構的多樣性和藥物活性化合物的篩選具有十分重要的意義。

      o-QMs不僅是有機合成中重要中間體,也被認為是色烯縮酮類天然產物生物合成的中間體。研究團隊長期致力于仿生催化研究,前期模仿生物催化中水的作用機制,利用水油界面調控的策略發展了系列手性堿催化基于o-QMs的催化反應(Angew. Chem. Int. Ed.,2015;Angew. Chem. Int. Ed.,2017;Chem. Commun.,2019;Chem. Eur. J.,2021)。本工作中,該團隊在前期工作的基礎上,模仿四環色烯縮酮的生物合成路徑,設計了金鈧雙金屬催化體系,通過分別催化反應底物2-炔丙基芐醇和2-羥甲基苯酚,得到了o-QMs和色烯的中間體,并協同催化雜Diels–Alder反應,最終獲得了高活性和高立體選擇性的四環色烯縮酮類產物。該工作不僅建立了四環色烯縮酮類化合物的手性合成方法,還實現了仿生催化在有機合成中的應用。與生物合成相比,該仿生合成方法擴展了底物的限制,實現了天然產物結構的多樣性。

      相關研究成果以“Biomimetic Approach to the Catalytic Enantioselective Synthesis of Tetracyclic Isochroman”為題,于近日發表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。該工作的第一作者是我所503組2016級博士研究生林祥豐。上述工作得到國家自然科學基金委等項目的資助。(文/圖 林祥豐、劉龑)

      文章鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-021-25198-y

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