鈀催化的羰基化合成雙環內酯

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註：文末有研究團隊簡介及本文作者科研思路分析

結構新穎複雜多樣的化合物庫是當今新葯研發的關鍵，經濟快速地合成這些化合物庫中的分子常常需要發展新的合成方法和策略。美國普渡大學的代明驥課題組最近報道了一類新型的鈀催化的串聯羰基化反應來高效簡潔地合成雙環內酯化合物，尤其是含吡咯啶稠合的呋喃酮類化合物和含吡咯啶的β-內酯化合物。這兩類化合物都具有新穎的結構，很難用傳統的方法來製備，其生物活性也沒有得到系統的研究。這類新發展的鈀催化串聯羰基化反應利用廉價並大量存在的一氧化碳作為關鍵的一碳連接體將簡單易得的氨基炔丙醇底物轉換為相對複雜的雙環內酯化合物。這類反應具有良好的底物適用性與溫和的反應條件。基於產物新穎的雜化骨架結構，作者與普渡大學的Seleem教授課題組合作發現了具有抗艱難梭菌活性的先導化合物。

這一成果近期發表在Chemical Communications Emerging Investigators特刊上，文章的第一作者是普渡大學的博士研究生尹翔麟（圖右）。

該論文作者為：Xianglin Yin, Haroon Mohammad, Hassan E. Eldesouky, Ahmed Abdelkhalek, Mohamed N. Seleem and Mingji Dai

Rapid synthesis of bicyclic lactones via palladium-catalyzed aminocarbonylative lactonizations

Chem. Commun.,2017,53, 7238, DOI: 10.1039/C7CC02494K

代明驥博士簡介

代明驥（圖左），四川彭州人，美國普渡大學化學系和癌症研究中心副教授；2009年於美國紐約哥倫比亞大學取得博士學位，2009年至2012年在美國哈佛大學和布羅德研究所從事博士後研究，2012年8月起就職於普渡大學。

代明驥的研究領域主要包括發展高效新穎的合成方法和策略對具有複雜結構和顯著生物活性的天然產物進行全合成、藥物化學和化學生物學的研究，在相關領域發表SCI論文50餘篇，獲授權美國發明專利3項，曾獲2017 CAPA Distinguished Junior Faculty Award、2015 Organic Letters Outstanding Author of the Year Lectureship Award、NSF CAREER Award等。

代明驥

http://www.x-mol.com/university/faculty/123

課題組鏈接

http://www.chem.purdue.edu/dai/

科研思路分析

Q：這項研究最初是什麼目的？或者說想法是怎麼產生的？

A：該研究最初的目的是為了協助百部生物鹼的全合成工作。百部生物鹼是一類具有極高藥用價值的多環天然產物。我們設計的合成路線中需要構建一種吡咯啶稠合的呋喃酮雙環化合物（如圖），但是這種雙環化合物很難用已知的方法高效快速地合成。基於我們之前對鈀催化的串聯羰基化反應及其在天然產物合成中的應用研究，我們設計了文中報道的串聯羰基化來一步合成所需的雙環化合物。

Q：研究過程中遇到哪些挑戰？

A：我們最開始打算使用Boc保護的氨基炔丙醇作為底物，但是最終無法得到預期的產物。經過一系列的研究，我們發現Boc保護的底物可以用來合成甲酯，但不能形成內酯。這說明吡咯啶環可以生成，羰基化也能進行，但不能發生成環化反應。我們意識到Boc保護基團可能會造成類似於A（1,3）的較大張力而不能形成並環，於是我們嘗試將Boc換成Ts，反應就可以順利進行。

Q：該研究成果最有可能有哪些重要應用？哪些領域的企業或研究機構最有可能從該成果中獲得幫助？

A：該研究成果最有可能應用在天然產物和藥物小分子的合成中。我們正在使用這類串聯羰基化反應實現對一些生物鹼的全合成。如上文所述，我們已經從現有的雙環內酯產物中發現了具有抗艱難梭菌活性的先導化合物，該研究成果有助於合成更多的類似物來提高抗菌活性和成藥性。總體來講，從事醫藥、農藥和其他活性小分子研發的企業或研究機構有可能從該成果中獲得幫助。

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