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.     

书讯

《有机合成》《膜科学技术》(第2版)作者:黄培强等出版:高等教育出版社2004年6月估价:32.50元主编:朱长乐出版:高等教育出版社2004年6月定价:44.30元本书以逆合成分析法为主线,突出合成的有效性和选择性两大主题,在内容上既强调基础有机反应合成原理和方法,又注重反映有机合成化学的新进展和新成就.全书除绪论外,共分14章:第1章以逆合成分析和合成子介绍合成设计方法;第2一12章阐述有机合成的基本原理和反应;第13章介绍合成策略,并以实例展示合成基本原理在天然产物全合成中的应用;第14章概述有机合成的新进展和新成就.各章后附习题、参考答…     

有机合成中钯催化交叉偶联反应:2010年诺贝尔化学奖成果简介

瑞典皇家科学院将2010 年诺贝尔化学奖授予美国和日本的3 位科学家理查德·海克(Richard F. Heck)、根岸英一(Ei-ichi Negishi)和铃木章(Akira Suzuki), 以表彰他们在“有机合成中钯催化交叉偶联反应”方面所做出的杰出贡献. 他们的研究成果极大地促进了有机合成化学的发展, 广泛应用于合成制备具有特殊光电功能的高性能有机电子材料、具有复杂结构的天然产物和生物活性化合物以及一些精细化学品, 对学术界和工业界产生了重要影响. 本文简要介绍了Heck 反应、Negishi 反应和Suzuki-Miyaura 反应的基本知识, 并讨论了其发展和应用概况.     

远程二烯的定向迁移驱动钯催化的不对称烯丙基化反应

<正>手性是自然界的基本属性,例如天然存在的糖、蛋白质、核酸等生物活性分子均是手性的.众多药物和天然产物分子也包含手性片段,它们的生理活性往往同其手性特征密切相关.因此,利用催化不对称合成方法高效构建手性分子一直是有机合成化学中广泛关注和深入研究的领域之一.2001和2021年两次诺贝尔化学奖正是表彰在不对称催化合成领域作出杰出贡献的科学家.     

氨气新用途:不对称合成手性α-氨基酸

<正>手性一级胺普遍存在于天然产物、药物、农药等分子中,比如构成生命体的20种天然α-氨基酸大部分都是手性一级胺.因此,发展简单高效的方法合成手性一级胺具有重要意义.另一方面,氨气是除了氮气外最便宜易得的氮源,已经被广泛应用于化工生产和有机合成中.但在手性合成方面,     

基本有机合成化学和工艺的成就

基本有机合成或重有机合成是近代化学工业中的主导领域之一。这一领域包括:合成那些能够作为所有其它有机化学工业部门的原料的有机化合物(如合成橡胶、合成树脂、人造纤维、油漆等的原料),以及合成许多其它工业部门所用的材料,例如溶剂、润滑油和发动机燃料中用的特种添加剂、洗涤剂、浮选剂、合成脂肪、增塑剂、杀虫杀菌剂等等。应当指出,重有机合成产物的品种是不断的扩展着,而且其中好些种产物的年产量常达好几十万吨。例如,全世界丁二烯、甲醛、烃基苯的生产都超过百万吨,氧化乙烯、合成酚、合成酒精、丙酮、乙醚等的年产量也在百万吨左右。有几种基本有机合成产品(如合成汽油和发动机燃料的高辛烷值的添加剂)的产量如此之大,以致可以把它们看作与燃料工业相衔接的独立部门。基本有机合成这种蓬勃的发展是由最近三四十年内各技术和工业部门的迅速发展所     

自然界发现催化[6+4]环加成反应的酶

<正>周环反应是一类不同于离子反应和自由基反应的通过环状过渡态进行的协同反应,如经典的Diels-Alder反应([4+2]环加成)、Cope-重排反应、Claisen-重排反应等,可以高效构建碳-碳和碳-杂原子键,在有机合成尤其是含有复杂多环骨架的天然产物的合成中有着广泛的应用.有意思的是,在天然产物的生物合成研究中,科学家经常推测通过周环反应途径实现相应的重要中间体或化合物的合成.虽然酶在其中的作用毋庸置疑,然而在过去的50多年     

光催化的硝酮与芳醛的不对称自由基偶联反应:光学纯邻氨基醇的对映选择性合成

正手性β-氨基醇是一类重要的化合物,其结构广泛存在于许多生物活性天然产物、药物及功能材料等分子中(图1),在有机合成中既是一类非常有用的合成砌块,又是重要的手性辅剂和手性配体,因此研究高效的不对称合成方法制备光学活性的手性β-氨基醇化合物一直是有机化学家关注的一个重要课题.在过去的几十年里,化学家虽然发展了很多方法,但仍然存在诸多不足,比如反应受试剂和底物     

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.     

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，...     

《天然产物资源化学》

作者:何兰等出版:科学出版社2008年7月定价:68元ISBN:978-7-03-021390-7天然产物资源化学(resources chemistry of natural products)是天然产物化学与天然产物资源学相互渗透、交叉、整合而形成的一门新兴边缘学科.本书包括两方面的内容:第一部分介绍各种类型天然产物的化学组成、结构分类、理化性质、提取与分离方法、检识技术、结构分析鉴定等,即天然产物成分化学的内容.同时,根据生物资源的可用     

硫鎓盐及硫叶立德化学的最新进展

有机硫化合物在有机合成、功能材料以及药物化学等研究领域都具有广泛用途,探索高效的方法合成或利用含硫化合物是一个历久弥新的研究方向.尤其是利用硫叶立德以及硫鎓盐的独特性质所发展的合成方法,逐渐成为有机硫化学的研究热点.本文立足于近3年来硫鎓盐以及硫叶立德在有机合成反应中的研究进展及现状,分别从其作为合成中间体、反应底物以及反应催化剂的角度进行了系统性的介绍.     

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.     

代谢工程改造酿酒酵母底盘细胞

酿酒酵母是合成多种天然产物的微生物细胞工厂,合理利用酿酒酵母底盘细胞内源的代谢途径可生产高附加值的生物医药、食品保健和精细化学品类产物.如何精细调控和优化酿酒酵母胞内代谢流是实现目标化学物高产量、高产率和高转化的关键问题.乙酰辅酶A是中心代谢和天然产物合成的基本前体,精细调控乙酰辅酶A的合成是实现目标化合物高产的重要策略;改造酿酒酵母的甲羟戊酸途径,引入外源途径酶,表达萜类合成酶生产不同种类的萜类化合物;优化脂肪酸合成途径合成特定链长的脂肪酸及脂肪酸衍生物.本文总结了强化酿酒酵母中乙酰辅酶A积累的代谢工程策略,重构甲羟戊酸途径、脂肪酸途径从头合成天然萜类化合物和脂肪酸衍生物的研究进展,为利用酿酒酵母底盘细胞生产天然产物的相关研究提供代谢工程改造策略.     

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.     

合成双氢茉莉酮酸甲酯的新方法

双氢茉莉酮酸甲酯是一种用途广泛的名贵香料,且它的结构与一些具有生理活性的天然产物结构相类似。由此引起了有机合成化学家们的广泛注     

(±)-Echinodol的全合成

Echinodol(l)是1993年由Hartmann等从生长于巴西的一种药用植物(Echinodorusgrandiflorus)的叶子中分离鉴定出的含羟基的西松烷(Cembrane)型大环二萜天然产物.它是具有显著抗肿瘤活性的大环二萜天然产物Sarcophytol-A(2)的异构体.有关1的生物活性试验及其全合成尚未见文献报道.文献[3]中我们曾报道了1的前体化合物的合成,本文报道其全合成.我们以全反式     

Diels-Alder合成反应的化学计量学研究

化学计量学是一门将数学、计算机技术与化学交叉结合的新兴边缘学科,在化学化工及医药卫生等相关领域取得广泛应用.将化学计量学原理和方法及技术用于合成化学中便诞生了其新的分支即合成(化学)计量学.作者试验室对此进行了较深入而系统的研究,取得了系列研究结果,并将予陆续报道.本文以著名的Diels—Alder反应为例,通过试验优化设计与多元潜因分析对其试验空间进行了系统考察和优化建模,获得满意结果.预测收率与实验收率吻合良好.1 试验(1)主要仪器和试剂.微量有机合成仪一套,无水三氯化铝(AR),用前经升华干燥处理;1,3—戊二烯(CP),甲苯(CP)作溶剂.其他试剂均为AR或CP以上纯度,使用去离子水.产物经IR,NMR,MS,UV及元素分析鉴定为目标产物(2)试验方法.按文献[4～6]进行合成提纯产品并计算产率.     

調节聚合反应

一意义与范围合成的高分子化合物都是聚合反应的产物。所謂聚合反应即是由分子量很低的单体形成分子量很高的聚合体的化学过程。由于高分子化合物一般都是作为有机合成的最后产品,所以聚合反应一般都不供给有机合成工业的原料。很显然的,如果我們能够随意地控制一个聚合反应的聚合度,特别是控制到很低的聚合度,就可以得到低分子量的聚合物,可以用来作为有机合成的原料或中間体,那么这样的聚合反应对于有机合成就会有很大的价值。事实上正是如此,这种能够适当地控制聚合度以生成低聚分子的聚合反应,     

[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