11月30日，國(guó)際頂級(jí)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》在線發(fā)表了武漢大學(xué)化學(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(guò)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(guó)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(guó)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(kāi)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。
來(lái)源：武漢大學(xué)
