高难度二萜分子vinigrol的全合成进展

二萜分子vinigrol(权霉醇)是近几十年来最难合成的复杂天然产物之一,其独特的十氢-1,5-丁基萘结构首次在天然产物中出现. Vingrol新颖和独特的结构吸引了众多有机合成化学家的兴趣.截至目前,共报道了4例全合成工作. 2009年,美国化学家Baran课题组首次实现了vinigrol的消旋体全合成; 2013年,美国化学家Njardarson课题组完成了第2例vinigrol的消旋体全合成; 2019年,北京大学罗佗平课题组完成了vinigrol的首例不对称全合成;同年,本课题组完成了vinigrol的第2例不对称全合成.本文对这4例全合成进行了总结和回顾,探讨了每个合成工作的设计思想和策略,并对关键反应进行了深入讨论,期望能够管中窥豹式地介绍天然产物全合成领域的最新进展.     

基于天然产物衍生优化的小分子药物研发

天然产物一般泛指自然界中包括动物、植物和微生物等活体生物体中内源性的化学成分或其代谢产物.人类对天然产物的发现、采集、使用和加工并用于疾病的治疗贯穿于整个人类文明史.古有神农尝百草,之后东汉《神农本草经》、陶弘景《名医别录》、葛洪《肘后备急方》和李时珍《本草纲目》等中药学著作都记录了古代中国劳动人民对天然产物药用功效的探索和开发.近代科学体系建立后,天然产物研究更侧重于分离和鉴定具有生理学活性的有效成分.19世纪初发现的第一个现代药物吗啡,也促成了第一家现代制药公司默克.在相当长的时间内,天然产物是新药研发的最重要的、也是唯一的源泉.随着有机化学和药物化学的发展,直接用天然产物作为药物的可能性越来越小,人工合成小分子药物慢慢开始占主导地位.但针对天然产物进行改造或利用天然产物的结构特征,仍然是新药开发的重要手段之一.通过对天然产物进行衍生优化,不仅可以提高化合物的溶解度、稳定性等来改善药物在体内的动态,还可以增加活性或选择性以及降低化合物的毒性等来增强天然产物的成药性.本文列举了一些基于天然产物的小分子药物,包括青蒿素和阿维菌素研究开发的例子,用以阐明天然产物结构鉴定,特别是天然产物的衍生优化在小分子新药研发中的重要性.     

高效合成手性α-羟基-β-氨基酸类化合物取得新进展

发展合成具有多种功能基团的手性非天然氨基酸具有重要的药物化学意义,同时将其设计引入到多肽片段中也是发展新的多肽药物的重要策略和方法.手性α-羟基-β-氨基酸是许多具有药物活性多肽的关键组成单元,也是一些复杂天然产物的组成部分,如紫杉醇(taxol)的侧链结构就是顺式的手性α-羟基-β-氨基酸,而其也是构成leuhistin的核心骨架.虽然对于合成α-羟基-β-氨基酸已经发展了多种     

[3+3]-从头合成吡啶

<正>天然产物的独特结构和重要生理活性是药物发现的重要灵感来源.有些天然产物本身或其结构类似物是重要的临床药物,而天然产物合成过程中发展的新方法也促进了结构新颖化合物的设计,给药物发现带来新机遇.吡啶的合成和反应性不仅是基础有机化学教科书中讲授的重要内容,同时也是许多药物分子和天然产物的基本结构单元.如上市药物,用于胃食管返流性疾病(GORD)的质子泵抑制剂奥美拉唑(esomeprazole)、缓解慢性特发性荨麻疹及常年过敏性鼻炎的全身及局部症状的第三代组织胺拮抗剂地氯雷他定(desloratadine)、维生素B6以及从萝芙木中分离到的吲哚生物碱香鹰爪花碱(suaveoline)等均具有多取     

书讯

《天然产物合成化学——科学和艺术的探索》作者:吴毓林姚祝军出版:科学出版社2006年9月定价:42元天然产物的化学合成集中体现了现代有机合成的科学成就和艺术创造.本书取材于作者所在课题组20年来在国内外优秀期刊上先后发表的140多篇论文,系统介绍了本课题组在六类具有重要生理活性,且为世界各国有机合成化学家所感兴趣的天然产物分子合成中所取得的进展.     

抗肿瘤药物初筛方法——精原细胞法和噬菌体法的比较研究

天然产物(抗菌素、植物药等)的化学结构和生物活性极为丰富多样。二十多年来,抗肿瘤药物的筛选研究已为临床提供了多种有效的抗癌抗菌素和植物药,而新的具有抗肿瘤活性的物质现仍继续可见报道。研究的趋势表明,从天然产物中寻找新药今后仍然是抗肿瘤药筛选工作的一个重要方面。研究天然产物需要采用适宜的初筛方法,因为筛选工作中首先要检查     

天然产物中β-位甲基化氨基酸单元的生物合成研究进展

相对于组成蛋白质大分子的20种标准氨基酸,更多的非标准氨基酸(将近500种)被引入天然产物的生物合成中,后者对于天然产物发挥独特的生物学功能具有至关重要的作用.β-位甲基化氨基酸作为一类非标准氨基酸,在一些活性天然产物的生物合成中及初级代谢中也有很多报道.它们的生物合成主要通过3种方式:(1)谷氨酸变位酶催化;(2)甲基转移酶和氨基转移酶联合催化;(3)S-腺苷甲硫氨酸自由基酶催化.本文综述了近年来文献中报道的天然产物中β-位甲基氨基酸单元的生物合成方式,通过代谢工程、合成生物学及酶工程的手段,将有助于提高含有该单元的活性天然产物的产量,同时有助于创造更多含有该单元的非天然-天然产物.     

用化学语言描述生命现象──中科院院士戴立信教授谈有机化学与生命科学的结合

用化学语言描述生命现象──中科院院士戴立信教授谈有机化学与生命科学的结合“有机合成是表现有机化学家非凡创造力的一种工作。人们在了解、认识自然的过程中，阐明了很多天然产物的化学结构，有机会成化学家则在实验室内用人工的方法来复制，来合成这种自然界的产物，...     

冰片助剂新手性源的合成及其立体专一性反应

近年来,5-羟基-2(5H)-呋喃酮作为某些具有生理活性天然产物的重要结构组分以及作为合成子用于天然产物的合成,引起了人们广泛的重视.我们曾报道了手性5-烷氧基-2(5H)-呋喃酮的有关研究工作,其中包括5-(艹孟)氧基-2(5H)-呋喃酮的合成及其不对称1,3-偶极环加     

自然科学期刊题录

化学科学大有作为 —访中国科学院新任院长卢嘉锡教授 [王治浩,((化学通报》,7(1981)1〕.子位化合物结构 [刘举正,《化学通报》,7(1981)3〕创造生派—粉名化学家位林自述 〔《化学通报》,7(1981)55〕海洋天然产物化学的进展 [郑淑贞,《化学通报》,8(1981)1〕晚和催化 [吴越,((化学通报》,8(1981)38)107号元寮的合成 [张青莲,《化学通报》,8(198l)56〕T=土oo状态的特性 〔严子浚,((物理》,10,7(1981)391〕一个猫写机械运动的新桩念—纽动度 [黄沛天,((物理》,10,7(1981)394〕裹面电子态 [陆栋,((物理》,10,7(1981)438〕J.J.汤姆孙 [阎康年,…     

书讯

《超越分子前沿:化学与化学工程面临的挑战》作者:21世纪化学科学的挑战委员会,陈尔强等译出版:科学出版社2004年4月定价:30元本书是美国政府关于化学科学的发展报告.由美国国家研究委员会及化学科学与技术分委会组织的21世纪化学科学的挑战委员会编写,我国国家自然科学基金委员会化学科学部推荐出版,北京大学化学与分子工程学院组织翻译.介绍了目前化学科学的发展状况及21世纪的发展方向.内容包括12章:引言;学科的结构和文化;合成与生产;物质的化学和物理转化;分离、鉴定、成像、以及物质和结构的测量;化学理论及计算机建模;与生物学及医学…     

近年来天然有机化学的进展

天然有机化学是天然有机产物化学的简称,是研究生物的机体和代谢产物的组成、性质、利用的有机化学。因此它密切关系着人类的吃、穿、用,直接或间接地与生命、健康有关。整个天然有机化学史明显地反映了部分农业、工业、医学的历史发展。天然有机化学虽有二百年左右的历史,但由于它对人类同自然斗争以及生产实践有着重要的关系,又由于人们在研究工作中广泛地应用了现代物理学、化学和生物学的方法以及现代工程技术的成就,近十年来获得了迅速、蓬勃的发展。它的发展趋势可以概括为:(1) 由易于得到的或含量大的天然有机物质的研究,发展到难以得到的或含量小的天然     

《天然高分子科学与材料》

本书较全面、系统地介绍了天然高分子的来源、结构、性能、功能以及材料改性．主要内容包括天然高分子科学与材料领域的基本概念、理论、表征方法以及化学和物理改性的途径．全书共收集1000多篇参考文献，汇集了天然高分子领域的国内外最新研究成果，     

封面说明

正南方科技大学化学系成立于2011年,为学校最早设立的五系之一.秉承"敢闯敢试、求真务实、改革创新、追求卓越"的南科精神,经过十载耕耘,学科建设已逐步迈入正轨,初步建成了一支国际化、高水平的教研序列队伍.化学系学科研究涵盖有机化学、无机化学、计算化学、分析化学、能源化学等领域,以新医药、新能源、新材料为研究导向,聚焦不对称催化和天然产物全合成、主族元素与稀土团簇化学、可再生能源化学、量子态水平的分子反应动力学及多相催化理论等,     

分子结构上的偏序关系与结构感知算法

计算机辅助分子设计、合成设计是现代化学研究的最重要内容.要让计算机来辅助化学设计,就必须让它理解分子图形,包括图在计算机内部的表达(矩阵或关联表)及外部表达(二维图形、或线型编码)、认知特定的化学结构(如:有合成意义的子结构、环等). 本文在建立分子结构的偏序关系基础上,试图突破这个限制计算机辅助化学设计以及结构数据库发展的一大障碍.引入人工智能技术中的探试-回溯机制,破除A-A匹配算法     

日本菱刈金矿冰长石结构态

日本菱刈浅成热液冰长石-石英脉型金矿中冰长石呈细粒状, 富K(Or = 94.63), 与石英密切共生.采用X射线衍射、 红外光谱和核磁共振等方法对它进行了结构态研究, 结果表明, 该冰长石属高透长石并含三斜晶畴. Al的占位度2t1 = 0.60, 红外有序度θ = 0.15. 其 29Si核磁谱呈现为一具有3个分叉的宽峰, 相应化学位移为- 94.9 ×10-6, - 96.7 ×10-6和 - 99.9 ×10-6. 此种形式的天然透长石29Si核磁谱过去未见有报道. 27Al核磁谱为一向低频扩展的不对称峰, 峰值为58.7 × 10?6. 该冰长石是热液发生强烈沸腾时, 在快速变化的条件下, 从过饱和溶液中迅速结晶出来的产物.     

双金属协同催化立体发散性合成手性非天然α-氨基酸

手性非天然α-氨基酸是一类重要的化合物,在合成化学和生物医药领域都有十分广泛的应用.通过不对称催化合成高效构建手性非天然α-氨基酸,一直以来都是有机合成化学的研究热点之一,并且已经发展出多种较为成熟的合成途径.其中,最近几年兴起的双金属协同催化策略在该领域取得了巨大的成功.双金属协同催化在很多反应中表现出更高的催化活性,特别是可以通过催化剂的合理组合实现目标产物各种光学异构体的立体发散性精准合成,极大提升了该合成方法的高效与实用性,同时也为相关手性非天然α-氨基酸衍生物及其光学异构体的构效关系研究提供了便捷途径.本文对近年来双金属协同催化的立体发散性合成非天然氨基酸的研究进展进行了归纳,主要介绍该策略在亚甲胺叶立德参与的不对称烯丙基化和不对称炔丙基化反应中的应用,并讨论了相关局限性和发展前景.     

贫燃2, 5-二甲基呋喃火焰中初级燃烧产物的产生和鉴定

利用同步辐射真空紫外光电离质谱结合分子束取样技术研究了燃烧当量比为0.8的2,5-二甲基呋喃(DMF)/氧气/氩气低压层流预混火焰中的初级燃烧产物, 得到了DMF火焰的光电离质谱和燃烧中间产物的光电离效率曲线, 从光电离效率曲线得到了相应分子/自由基的电离能, 将实验测量得到的电离能与文献值或者利用量子化学方法计算得到的理论值比较, 确定了DMF火焰中燃烧中间产物的化学结构, 包括尚未报道的DMF的氧化产物和更高级的衍生物, 并根据这些燃烧中间产物的化学结构推断和分析了DMF及其初级燃烧产物的生成与消耗过程.     

林可酰胺类抗生素的生物合成研究进展

林可酰胺类抗生素是一类具有独特化学结构以及良好生理学活性的天然产物,由链霉菌通过一类庞大且复杂的生物合成基因簇产生.尽管林可酰胺类抗生素早在数十年前就已经被发现并应用于临床,但对它们的生物合成机制的研究直到最近几年才有较大的突破.本文主要总结了近几年林可酰胺类抗生素的生物合成研究进展,并以此为基础,阐述了关于林可酰胺类抗生素的结构多样性研究与产生菌的工业改造.     

可见光氧化还原催化制备β-硝基酮

胺基酮在天然产物和药物合成方面具有极其重要的价值. Mannich反应是合成β-胺基酮的重要方法,但仍然存在局限性:无法合成-NH₂未被修饰的β-氨基酮或-NH₂连在β-季碳上的酮.本文利用可见光诱导的氧化还原催化,由烯醇三甲基硅醚与偕溴代硝基烃在温和条件下制备各种β-硝基酮,包括硝基连在β-季碳上的酮.这些结构新颖的β-硝基酮很容易转化为β-NH₂酮、1,3-氨基醇、α,β-不饱和酮、β-氰基酮和γ-硝基酮.