分子内串联环氧开环反应在角鲨烯衍生聚环醚Glabrescol和Enshuol的全合成中的应用研究

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本论文包括三个部分:  第一章是对聚环醚类天然产物的文献综述。该综述将聚环醚类天然产物分为三类:梯形聚醚、离子载体聚醚和角鲨烯衍生聚醚,分别对这三类聚环醚的结构特点、生物活性、可能的生源合成途径和合成研究进展进行综述。  第二章是我们小组对角鲨烯衍生聚环醚(-)-Glabrescol和它的对映异构体(+)-Glabrescol以及另外五个Glabrescol的非对映异构体的全合成工作。我们共发展了三条简捷的仿生合成(-)-Glabrescol的路线,三条路线都采用了分子内串联环氧开环反应来一步高效构建Glabrescol的五个环。第一条路线由角鲨烯经四步反应制备10S,11R-角鲨烯二醇,经史一安不对称环氧化生成10S,11R-二羟基五环氧角鲨烯,该前体化合物经碱催化的分子内exo串联环氧开环反应专一性地合成到(-)-Glabrescol,整条路线共六步,总收率为2%。我们发现碱催化的分子内exo串联环氧开环反应比之前广泛采用的酸催化的分子内exo串联环氧开环反应更高效。第二条路线由角鲨烯经两步反应制备外消旋10,11-角鲨烯二醇,经史一安不对称环氧化和碱催化的分子内exo串联环氧开环反应,合成到(-)-Glabrescol和它的一个非对映异构体两个聚环醚产物,整条路线共四步,(-)-Glabrescol的总收率为3%。这条路线避免了使用昂贵手性拆分试剂,提高了合成效率。第三条路线由角鲨烯出发,由史一安不对称环氧化得到分子内含有六个S,S构型环氧的角鲨烯,在碱性条件下,OH-首先进攻六环氧角鲨烯分子中的任意一个环氧生成二羟基五环氧角鲨烯,该二羟基五环氧角鲨烯随即发生分子内exo串联环氧开环反应生成(-)-Glabrescol和它的三个非对映异构体共四个产物。整条路线仅需两步,(-)-Glabrescol的总收率为10%。其中第三条仿生合成路线极为简洁(从廉价的角鲨烯出发只有两步反应),展现了高度的原子经济性,步骤经济性和氧化还原经济性。  第三章是我们小组对角鲨烯衍生聚环醚6,7-epi-Enshuol的全合成的探索研究。我们首次实现了直接从角鲨烯骨架多环氧前体出发,通过1,1,1,3,3,3-六氟异丙醇(HFIP)促进分子内的部分endo部分exo串联开环反应一步构建Enshuol的骨架。但是完成6,7-epi-Enshuol全合成的最后一步,即仲羟基发生溴化反应还需要进一步探索研究。我们发现HFIP能够促进多环氧化合物发生分子内endo选择性串联开环反应,作用机理可能是HFIP具有弱酸性,能够活化环氧,同时由于HFIP的大极性和强致电离能力,使具有SN1特征的endo方式开环的过渡态得以稳定,底物中甲基的导向作用也得到强化。
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