倍半萜烯沉香醇B的全合成

诸平

 Credit: Wiley

据威利（Wiley）2021年10月8日提供的消息，从现有的化学物质开始，一个德国研究小组成功地完成了沉香醇B（agarozizanol B）的全合成(Total synthesis of the sesquiterpene agarozizanol B)，这是在沉香（agarwood）中发现的一种有趣的天然物质。正如德国《应用化学英文国际版》(Angewandte Chemie International Edition)杂志所描述的—— Niklas Rauscher, Line Næsborg, Christian Jandl, Thorsten Bach. Concise Total Synthesis of Agarozizanol B via a Strained Photocascade Intermediate. Angewandte Chemie International Edition, First published: 14 September 2021. DOI: 10.1002/anie.202110009.  https://doi.org/10.1002/anie.202110009，在相对较短的合成途径中，关键序列是光化学反应级联(photochemical reaction cascade)，涉及多环中间体的一系列复杂重排。

萜烯类化合物（Terpenes）是主要来源于植物的天然物质，具有很大的结构多样性。形式上，它们是由异戊二烯单元(2-甲基丁-1,3-二烯){ isoprene units (2-methylbuta-1,3-diene)}组成的。倍半萜烯类（Sesquiterpenes）、萜烯类是由三个异戊二烯单元（isoprene unit）组成的萜类化合物，是最大和最重要的子集。它们的基本框架由15个碳原子组成，这些碳原子通常是在几个碳原子环组成的系统中，可以非常不同的方式排列。

一些稠环倍半萜烯类（polycyclic sesquiterpenes）被用作香料（scent）和调味品化合物（flavoring compounds），以及药剂。近年来，从沉香(agarwood also known as eaglewood)和其他几种植物中分离出了一类结构复杂、具有抗糖尿病活性的倍半萜烯类化合物（sesquiterpenes）。它们都有一个共同的中心框架，称为prezizane骨架（prezizane skeleton）。由德国慕尼黑工业大学（Technical University of Munich, Germany)）教授托尔斯滕·巴赫(Thorsten Bach)博士领导的一个团队,现在已经完成了这一天然产物家族成员之一的全合成，它就是沉香醇B(agarozizanol B)。全合成是指从基本的、可获得的起始材料中完全形成了天然产物。

prezizane骨架是一个由三个碳原子环组成的系统:即一个六元环与一个五元环沿一条边相连，并通过另外两个碳原子桥接形成第二个五元环。合成这种结构的挑战是，此骨架可以以两种镜像形式——(+)型和(-)型存在。沉香醇B(agarozizanol B)还有两个侧基，它们也必须有正确的空间定向。

这个11步反应序列的起始点是一种茚酮衍生物（indanone derivative），这对于全合成来说是非常短的。这种化合物已经含有一个五元环和一个六元环的体系，尽管六元环是芳香环。

缺失的碳原子以烯烃侧链的形式附着在茚酮上。该合成的核心是一个光化学级联反应，包括三个光驱动反应和一系列复杂的多环中间体的重排。第一步是生成一个应变四环框架，该框架包含沉香醇B(agarozizanol B)的所有碳原子在正确的相对位置，并失去了六碳环不必要的芳香性。随后，通过中间体中一个三碳环的打开(环丙烷键的分裂)，转化形成三环的prezizane骨架。

托尔斯滕·巴赫说：“通过这种方式，我们获得了(+)型和(-)型的混合物以及纯(+)-沉香醇B{（+）-agarozizanol B }，它与天然产物完全相同。我们最近开发的光化学级联反应已被证明在未来其它天然产物的合成中前景无限。”

上述介绍，仅供参考。欲了解更多信息，敬请注意浏览原文或者相关报道。

Abstract

The prezizane-type sesquiterpene agarozizanol B was synthesized employing a photochemical cascade reaction as the key step. Starting from a readily available 1-indanone with a tethered olefin, a strained tetracyclic skeleton was assembled which contained all carbon atoms of the sesquiterpene with the correct relative configuration. The conversion into the tricyclic prezizane skeleton was accomplished by a strategic cyclopropane bond cleavage. Prior to the cyclopropane ring opening an adaption of the oxidation state was required, which could be combined with a reductive resolution step. After removal of two functional groups, the natural product was obtained both in racemic form or, if resolved, as the (+)-enantiomer which was shown to be identical to the natural product.