远程环外官能团对闭环复分解立体化学的影响并用于Amphidinolide X的全合成

摘要

Amphidinolide X是一个具有细胞毒性的16元环双内酯化合物。本研究利用闭环复分解(RCM)反应来构筑C12-C13三取代双键而成功地合成了AmphidinolideX及其(12Z)-异构体。 第一章中首先介绍了烯烃复分解催化剂的发展,以及影响RCM反应性、E/Z选择性、特别是构筑三取代双键的诸多因素。随后简述了Amphidinolides家族天然产物的结构以及Furstner小组用于Amphidinolide X全合成的逆合成化学键断裂的方法,从而提出了本研究中采用的RcM策略。 第二章阐述合成C17位带有羟基的C13-C22四氢呋喃醇片断的结果。该片断为Amphidinolide X和Y共通,可用于经RCM反应来合成这两个大环化合物。C19位含氧取代基的季碳是通过不对称双羟化反应引入的,对映选择性很高。而四氢呋喃环是利用酸催化的烯基取代环氧化合物经5-endo模式开环-环化来构筑。前者中的烯基取代基可进一步用于烷基硼参与的Suzuki-Miyaura偶联反应来导入C13上的烯基碳原子。 第三章给出了合成C1-C12酸片断的路线,在C8位上分别带有R及S构型大体积硅氧保护基。其中的反式甲基高烯丙基醇可分别用手性硼和硅试剂经反式优先的醛的丁烯基化反应来制备。同时我们还优化了微波加热用于选择性脱去α,β-不饱和甲酯的条件,丽C6位上的酯基则不受影响。 第四章收录了我们利用RCM生成三取代双键的研究结果。首次发现了C8位上的官能团能够影响RCM反应的立体化学。当用20mol％的Grubbs第二代催化剂用于C8-酮底物的RCM反应,可以85％的收率得到单一的(12Z)-AmphidinolideX。相反,(8R)-二苯基叔丁基硅氧基的底物分别用Grubbs第二代催化剂或相关的亚茚基钉络合物进行RCM反应,均生成Amphidinolide X和(12Z)-异构体的混合物,比例为29:71,(12Z)-异构体为主。用Grubbs第二代催化剂促进的RCM反应收率为50％,而亚茚基钌络合物参与反应的收率为65％,后者可能通过抑制取代苯乙烯副产物的形成而提高产率。取代苯乙烯副产物常见于Grubbs第二代催化剂促进的多官能团RCM底物的反应。本研究工作提供了一个例子,可以通过C8位上环外远程大体积的二苯基叔丁基硅氧基的影响,有限度地在16元环双内酯骨架中形成(12E)型三取代双键。论文的最后列有实验步骤,新化合物的表征,引用文献以及原始1H和13C核磁共振谱。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章闭环复分解反应概述及其在全合成中的应用

1.1 烯烃复分解反应

1.2 烯烃复分解反应催化剂的发展

1.2.1 最早用于烯烃复分解反应的金属卡宾

1.2.2 钼卡宾络合物-Schrock催化剂

1.2.3 钌卡宾络合物-Grubbs系列催化剂

1.2.4 基于Grubbs催化剂结构的其他种类催化剂

1.3 闭环复分解反应在合成中的应用

1.3.1 杂原子对催化剂中过渡金属的络合

1.3.2 利用RCM形成大环中的三取代双键

1.3.3 RCM反应中双键的立体选择性

1.4 Amphidinolides简介

1.4.1 结构多样的Amphidinolides家族

1.4.2 Amphidinolide X and Y

1.5 Furstner小组完成的Amphidinolide X和Y的全合成

1.6 本论文的研究内容

第二章C13-C22四氢呋喃醇片断的合成

2.1 具体合成路线的建立

2.1.1 C19手性季碳中心的引入及C20-C22饱和碳链合成方法的探索

2.1.2 C16、C17手性中心的引入及环氧开环形成四氢呋喃反应条件的探索

2.1.3 C13-C22四氢呋喃醇片断的最终合成路线

2.2 其他小组合成四氢呋喃环的策略

2.3 小结

第三章 C1-C12酸片断的合成

3.1 C7-C12反式甲基高烯丙醇片断的合成

3.2 C1-C6己烯二酸单酯片断合成方法的探索

3.3 C1-C12酸片断的最终合成路线

3.4 小结

第四章Amphidinolide X的全合成

4.1 针对Amphidinolide Y全合成的RCM模型反应

4.2 RCM反应条件探索过程

4.3 环外远端基团对产物双键立体构型的影响及讨论

4.4 苯乙烯副产物的抑制

4.5 Amphidinolide X及(12Z)-Amphidinolide X的全合成

4.6 小结

总结与展望

实验部分

参考文献

附录 化合物的1H和13C核磁共振图谱1

附录 化合物的1H和13C核磁共振图谱2

攻读博士学位期间的主要研究成果

致谢