Ingenol是一种高度含氧的四环二萜,属于大戟科,1968年被Hecker 等人从大戟属植物中分离获得并进行了结构鉴定。不同的Ingenol酯显示出显著的生物特性,模拟二酰基甘油,并作为内源性蛋白激酶的激活剂。进一步研究发现,此外,这些化合物具有抗肿瘤或促肿瘤、抗白血病和抗HIV的特性。因此,通过天然产物分离纯化、化学合成制备获得大量的Ingenol及其衍生物,有利于深入研究该类物质的活性与药理作用。
天然化合物Ingenol,与通常的顺式稠合重碳环不同,它含有一种非同寻常的反式稠合双环[4.4.1]十一烷环体系,这给分子带来了很大的张力。合成ingenol的最大障碍在于:如何有效地构建BC环外高度拥挤的立体化学结构。此外,高氧化程度,即位于面上方从C3到C5的顺式三醇段,也极具合成挑战。Ingenol,无论是其显著的生物活性作用,还是其特殊的化学结构,都深深吸引着化学家的注意力。至今为止,为了全合成Ingenol,开发出一些反式-双环[4.4.1]十一烷构建方法,同时也有很多研究团队顺利完成力该化合物的全合成。
Winkler:报道首次全合成
Winkler等人开发了一个正确构建Ingenol三环的方法(上图2至4),并通过后续多步官能团化反应,最终从简单的双环[3.3.0]辛烯酮出发,通过45步反应,并且每步平均收率80%,完成了Ingenol的全合成。该成果以通讯方式,发表在JACS上:J. AM. CHEM. SOC. 2002, 124, 9726-9728。
Kuwajima:串联环化-重排策略构建ingenol骨架
Kuwajima等人,提出了通过串联的环化-重排策略构建ingenol骨架:
因此,他们二甲缩酮环己酮醇5出发,构建得到关键前体15,随后通过关环与官能团化,完成ingenol骨架的合成:
接下来,他们对骨架19进行氧官能团的修饰,经过18步反应,放才构建得到关键中间体酮醇30:
最后,酮醇30经过关键的硅基保护、溴化、环氧化-开环和最后的脱保护,最终以高达46步的反应,完成了ingenol的全合成。同样的,该成果以通讯形式,发表:J. AM. CHEM. SOC. 2003, 125, 1498-1500
Kigoshi:通过RCM反应形式上全合成
作者认为,螺环结构的存在,导致分子内双烯键靠近,有利于通过环合复分解反应(RCM)构建关键结构5。
Kigoshi等人计划从酮酸脂6出发,先制备双烯7,接着通过关环复分解反应构建三环骨架,转化成Winkler醛9,再通过相同的方法即可完成ingenol的全合成:
该成果以文章形式,发表:J. Org. Chem. 2004, 69, 7802-7808
Wood:全合成步骤缩至40步以内
和Kigoshi等人类似,John L. Wood也研究了底物 酮酸酯2制备双烯3,再通过关环复分解反应,合成稠环4。但是,作者发现由于竞争性的开环复分解反应存在,导致该反应转化率低。
因此,作者设计从底物2合成双烯5,再发生关环复分解反应,得到稳定的三取代烯烃6,随后通过多步的官能团转化反应,合成ingenol:
最终经过37步反应,顺利完成了ingenol的全合成。该结果以通讯形式发表:J. AM. CHEM. SOC. 2004, 126, 16300-16301
Baran:(+)-3-Carene出发14步