该研究报道通过后期C-H插入为关键步骤,实现蛋白酶体抑制剂(-)-Salinosporamide A的全合成:(-)- salinosporamide A(1)是一种20S蛋白酶体的有效抑制剂,于2003年由Fenical和同事从海洋沉积物中发现的海洋来源中分离出来。(-)-salinosporamide A由于其独特的抗癌活性,已进入治疗多发性骨髓瘤的人体临床试验。随着其重要的生物学特性,(-)-salinosporamide A含有一个高度功能化的骨架,为反应发现提供了一个独特的机会。Salinosporamide A具有高度装饰的吡啶酮核内的双环b内酯,该核内包含五个相邻的立体中心,其结构特点激发了其在合成体系中的多种制备策略的巨大活性。在分离一年之后,Corey和同事首次报道了salinosporamide A的完全合成。这一突破性合成的一个亮点是他们巧妙的最后策略,即安装环己基部分。这已经成为后来大多数成功的合成采用的标准策略。战略上,大多数报道的salinosporamide A的合成方法不同,主要区别在于如何构建吡咯烷酮核心。作者尝试利用串联aza Payne/水胺化反应,创建包含在Salinosporamide A中的吡啶酮核
逆合成分析对于目标化合物,作者进行相应的逆合成解析如下所示:
最初,我们的逆合成计划要求对3进行C5酰化,以得到一般结构7,为与C4羟基形成b-内酯作好准备吡咯烷酮3将从路易斯酸激活的环氧化合物4的开环衍生得到,这也将为C3烯丙基的引入铺平道路。5的aza-Payne/氢胺化,是通过官能基团操作和Cordova的对映选择性叠氮基化方案得到的,将转化为4。但是通过阴离子、阳离子和自由基途径对C5进行功能化的尝试都失败了。C5取代是通过乙烯溴2的C-H插入反应实现的,通过原位生成乙烯碳,产生一个嵌入烯烃的双环体系,可以转化为必需的羰基功能。后者的官能团相互转换得到目标化合物1
合成过程
首先进行手性环内酰胺关键片段的制备,合成如下所示:
合成从市售的醇6开始,它被保护为TBS醚,然后烯丙基氧化以高总收率生成a,b-不饱和醛8。随后,采用Cordova的方法对8进行了不对称叠氮基化,手性叠氮基10收率为88%,对映选择性极佳。作者以前已经证明,螯合引导下的乙基溴化镁加到氮丙啶醛中,类似于10,具有高水平的立体控制。因此,乙炔基溴化镁与10的反应提供了氮丙啶醇5作为一个单一的非对映体(5的结构通过x射线晶体学确定)。通过加入Corey-Chaykovsky试剂开始aza-Payne/hydroamination序列,并经NaH预处理得到烯酰胺 4。烯酰胺粗品很容易通过臭氧水解得到吡咯烷酮11,两步收率几乎为定量。粗产物11随后暴露在醚中的溴化镁中,导致在环氧基团上形成一个高度区域和非对映选择性的溴。从丙炔醇5以高总收率制备溴醇12(三步收率为86%),并通过X射线晶体学进一步验证了其结构。自由基介导的a-溴内酰胺12与烯丙基三丁基锡的烯丙基化,将三碳安装在C3,有利于所需的非对映体15(3:1)。经验研究,在室温下用催化丁烷处理非对映体混合物,使C3完全异构化,生成15。超声作用下,镁在甲醇中去除甲苯基提供了化合物16(结构经x射线晶体学验证),在C5处保持酰化平衡。
吡咯烷酮15通过C5官能化,可以转化为相应的化合物17;如果是通过阴离子测量,可以转化为C5羧酸酯基或醛化合物;经过自由基策略,可以实现N烷基化;如果是阳离子策略,则C5可以转变为烯基作者使用NaH在DMF中处理四氢吡咯烷酮16,再和溴代烯丙基溴反应,实现N上烷基化,转化得到所需的化合物2随后,在强碱KHMDS处理后,经历分子内卡宾C-H插入反应,实现了两个五元并环的合成,得到具有核心骨架的关键化合物22
烯烃22在四氧化锇和高碘酸钠氧化下,发生断键,生成相应的醛接着在甲醇和CSA处理下,与分子内羟基发生缩合,得到缩醛23随后,通过CrO3/Pyr氧化方法,将烯丙胺转化为不饱和酰胺24,该化合物经过X-射线单晶衍射完成结构确证接着,通过臭氧氧化方法,将环上双键打开,得到相应的醛酮25;该化合物经过亚氯酸钠和亚膦酸钠处理,将醛氧化为羧酸,接着与TMSCHN2反应,生成相应的羧酸甲酯;在Boc2O和DMAP处理下,将酰胺进行保护使用TBAF脱去羟基上的硅基保护基,再用DMP氧化,伯醇被氧化为相应醛;随后与有机锌试剂反应,以高收率(92%)和优秀的非对映选择性(>99:1 dr)获得加成的仲醇29使用TAF将缩醛开环,再经硼氢化钠还原,得到二醇30,收率65%接下来,在[MeAlTeMe]2处理后,再用BOPCl活化,可以得到内酯31最后,使用PPh3Cl2对伯醇进行氯化,完成最终目标化合物的全合成