Nature,Chemistry,|,超赞!南方科技大学张绪穆/陈根强报道简单高效的前列腺素合成

由于其广泛的生物活性和独特的结构,前列腺素是最重要的天然分离物之一。然而,目前合成前列腺素的方法产量低,步骤冗长。迄今为止,全球已有20多种前列腺素类似物上市。目前,衍生自PGs的药物有20多种,其中包括价值数十亿美元的药物bimatoprost。该研究报告了一种以实用性为导向的合成策略,用于前列腺素的对映选择性和发散合成。

来源:iNature(ID:Plant_ihuman)

由于其广泛的生物活性和独特的结构,前列腺素是最重要的天然分离物之一。然而,目前合成前列腺素的方法产量低,步骤冗长。

2021年5月27日,南方科技大学张绪穆及陈根强共同通讯在NatureChemistry(IF=21.69)在线发表题为“Concise, scalable and enantioselective total synthesis of prostaglandins”的研究论文,该研究报告了一种以实用性为导向的合成策略,用于前列腺素的对映选择性和发散合成。

在这种方法中,前列腺素中的多取代五元环是通过具有优异选择性(>20:1 d.r.,98% e.e.)的关键烯炔环异构化构建的。前列腺素支架上的关键手性中心是使用不对称氢化方法安装的(高达 98% 的产率和 98% 的 e.e.)。从通用的中间体中,可以分两步生产一系列前列腺素和相关药物,并且可以制备 20 克规模的氟前列醇。

前列腺素 (PG) 被认为是迄今为止发现的最重要的天然分离物之一,因为它们具有广泛的生物活性和独特的结构。迄今为止,全球已有 20 多种前列腺素类似物上市。近 50 年来,开发合成 PG 的有效方法一直是合成化学家的目标 。然而,目前合成 PG 的方法仍然存在产量低和步骤冗长的问题。非常需要一种简洁且可扩展的合成路线,以更高效、更绿色地生产 PG 和相关药物。

PGs 是在 1930 年代由 von Euler 发现的,它们的结构在 1960 年代由 Bergström 和他的同事确定。PG 是一个激素家族,在广泛的基本生物过程和病原体中发挥重要作用。最复杂的前列腺素 PGF2α具有一个核心环戊烷,带有四个连续的立体中心和两个脂肪族侧链。由于其独特的结构和广泛的生物活性,自 1970 年代以来,PGs 引起了基础研究的广泛兴趣,并成为有机化学家的热门目标。

继 Corey 开创性地合成 PGF2α之后,Woodward、Stork、Noyori、Danishefsky、Aggarwal、Baran、Grubbs、Chen 和许多其他团体 为 PGs的合成策略的发展做出了重要贡献。从应用科学的角度来看,PGs 已经证明了它们在药物化学中的重要性和价值。目前,衍生自PGs的药物有20多种,其中包括价值数十亿美元的药物bimatoprost。一些PGs和相关药物的合成主要依赖于Corey内酯(10),它是由环戊二烯(9)分九步制备的。然而,需要额外的多重转化才能从 Corey 内酯 (10) 中获取 PG,有些甚至需要超过 10 个步骤。

2012 年,Aggarwal 等人描述了一种通过级联醇醛缩合合成 PGF2α 的新方法,该方法可以在一个步骤中提供具有两个相邻手性中心的环戊烷骨架 。尽管 PGs 的全合成已取得显著进展,但仍需要开发一种简洁且可扩展的 PGs 路线。特别是,对于整个 PG 家族的多样化和灵活的合成,非常需要一种易于接近且可转化的通用中间体。

该研究报告了一种以实用性为导向的合成策略,用于前列腺素的对映选择性和发散合成。在这种方法中,前列腺素中的多取代五元环是通过具有优异选择性(>20:1 d.r.,98% e.e.)的关键烯炔环异构化构建的。前列腺素支架上的关键手性中心是使用不对称氢化方法安装的(高达 98% 的产率和 98% 的 e.e.)。从通用的中间体中,可以分两步生产一系列前列腺素和相关药物,并且可以制备 20 克规模的氟前列醇。

参考消息:

https://www.nature.com/articles/s41557-021-00706-1

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