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红霉素前体合成的捷径
诸平
据C&EN网站2013年3月15日报道,美国德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)化学与生物化学系的研究人员与韩国蔚山大学(University of Ulsan)化学系的研究人员合作,在研究红霉素前体合成方面取得新进展,新近开发的有机合成反应缩短了6-脱氧-红霉内酯B(6-deoxyerythronolide B)的合成路径。使用了两个新近开发的羰基加成反应,称之为丁烯基化反应(crotylations)。研究人员已经突破了以前的合成纪录,通过14个步反应合成得到了已知的天然产物6-脱氧-红霉内酯B,以前的合成纪录需要23步才能得到。研究人员新发现的这种丁烯基化反应可以使其他药物发现和应用基础研究的复杂化合物合成变得相当容易。6-脱氧-红霉内酯B是一种大环抗生素红霉素的近亲化合物。红霉素以及相关化合物的合成,是1952年当礼来制药公司(Eli Lilly & Co.)首次推出红霉素药物的商业化以来,就已经提出对其合成的一项主要挑战。
美国礼来公司(Eli Lilly and Company)拥有130余年历史,是一家全球性的以研发为基础的医药公司,致力于为全人类提供以药物为基础的创新医疗保健方案,使人们生活过得更长久、更健康、更有活力。作为世界500强企业,Lilly以突破性的产品,专业的医学信息服务,倾听与回应客户的需求和可靠与可信的品牌形象树立了享誉业界的品牌形象。
大环内酯类抗生素红霉素自1952年首次被用来治疗感染以来,至20世纪90年代中期,世界上年销售额已达4亿美元以上,是广泛应用于临床的疗效确切的老产品。我国于1965年投产,发展很快,曾有20余家工厂生产红霉素及其系列产品,如乳糖酸红霉素、无味红霉素、琥乙红霉素等,除了无味红霉素对肝脏有毒性以外,在40多年的临床应用中人们一致认为它是一种安全有效的药物。
近年来,药学工作者经过不断努力,在红霉素的基础上开发出一系列疗效确切、安全可靠,有特色的衍生物。已故的哈佛大学有机合成化学家、1965年诺贝尔化学奖得主罗伯特·伯恩斯·伍德沃德(Robert Burns Woodward)曾经在1956年对于红霉素等复杂天然化合物的合成并不看好,而且持有一种悲观的态度。他认为以我们的所有优势来合成像红霉素这样的复杂化合物,在当时看来是无望的奢想,尤其是鉴于其过多的不对称中心,会造成合成困难重重。然而,至少有17种抗生素和相关化合物的全合成在20世纪70年代后期就已经开始。由哈佛大学化学教授 E. J. Corey领导的研究小组,以33步和39步合成出了相关化合物;1981年伍德沃德小组完成了55步合成研究。其他研究小组对于6-脱氧-红霉内酯B的合成研究也已经达到了23步即可合成,2009年的报道,是美国伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois, Urbana-Champaign)的化学教授M. Christina White以及合作者完成的。
德州大学奥斯汀分校化学教授Michael J. Krische以及合作者现在已经完成了14步就可以实现6-脱氧-红霉内酯B合成的目标,该研究成果2013年3月6日在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja4008722)网站发表——Xin Gao, Sang Kook Woo, Michael J. Krische. Total Synthesis of 6-Deoxyerythronolide B via C–C Bond-Forming Transfer Hydrogenation. J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja4008722.更多信息请浏览(如果您无法看到英文原文,请从科学网文献下载,下载地址):
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Abstract
The 14-membered macrolide 6-deoxyerythronolide B is prepared in 14 steps (longest linear sequence) and 20 total steps. Two different methods for alcohol CH-crotylation via transfer hydrogenation are deployed for the first time in target-oriented synthesis. Enyne metathesis is used to form the 14-membered ring. The present approach represents the most concise construction of any erythronolide reported, to date.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja4008722?source=cen
AbstractThe ruthenium catalyst generated in situ from H2Ru(CO)(PPh3)3, (S)-SEGPHOS, and a TADDOL-derived phosphoric acid promotes butadiene hydrohydroxyalkylation to form enantiomerically enriched products. Notably, the observed diastereo- and enantioselectivity is the opposite of that observed using BINOL-derived phosphate counterions in combination with (S)-SEGPHOS, the same enantiomer of the chiral ligand. Match/mismatch effects between the chiral ligand and the chiral TADDOL-phosphate counterion are described. For the first time, single-crystal X-ray diffraction data for a ruthenium complex modified by a chiral phosphate counterion are reported.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja311208a?source=cen
AbstractUnder the conditions of transfer hydrogenation employing the cyclometalated iridium catalyst (R)-I derived from [Ir(cod)Cl]2, allyl acetate, 4-cyano-3-nitrobenzoic acid, and the chiral phosphine ligand (R)-SEGPHOS, α-methylallyl acetate engages 1,3-propanediol (1a) and 2-methyl-1,3-propanediol (1b) in double carbonyl crotylation from the alcohol oxidation level to deliver the C2-symmetric and pseudo-C2-symmetric stereopolyads 2a and 3a, respectively, with exceptional control of anti-diastereoselectivity and enantioselectivity. Notably, the polypropionate stereopentad 3a is formed predominantly as 1 of 16 possible stereoisomers. Desymmetrization of 3a is readily achieved upon iodoetherification to form pyran 4. The direct generation of 3a enables a dramatically simplified approach to previously prepared polypropionate substructures, as demonstrated by the synthesis of C19–C27 of rifamycin S (eight steps, originally prepared in 26 steps) and C19–C25 of scytophycin C (eight steps, originally prepared in 15 steps). The present transfer hydrogenation protocol represents an alternative to chiral auxiliaries, chiral reagents, and premetalated nucleophiles in polyketide construction.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja204570w?source=cen
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