
Iboga-類型生物堿是一類非常著名的單萜類吲哚生物堿,大多數具有相似的骨架結構,比如經典的Iboga-類型吲哚生物堿具有吲哚環及異奎寧環并氮雜七元環的結構。Iboga-類型生物堿顯示出了廣泛的藥理作用,如抗成癮、抗真菌、抗脂酶及抗HIV-1等。獨特的結構以及潛在的活性,使得Iboga-類型生物堿成為了理想的合成目標。

這些結構相似的天然產物在生源上有什么關聯呢,有人提出了如上圖所示的可能生源合成路徑,從關鍵的兩個天然產物ibogamine和ibogaine出發,經由不同位置的氧化及重排反應,則可能實現一系列天然產物的全合成。

受生源合成的啟發,厙學功團隊希望先合成關鍵的天然產物tabertinggine(1) 及12-methoxy-tabertinggine(9),再由氧化及重排反應合成其它類似的生物堿。而對于天然產物1和9的合成,從雙鍵處切斷,可以由化合物10通過分子內縮合得到,化合物10由化合物11經由簡單的轉化得到,11由化合物12和13通過Aldol反應合成,13由簡單化合物14和15合成。

具體合成路線如圖所示:從簡單化合物14和15出發,在HOAc條件下回流,經串聯的Pictet?Spengler 環化/分子內氨解得到化合物16,以優秀的收率一步構建兩個環,并為后續的官能團化做好了鋪墊,Boc保護吲哚氮原子,Aldol反應得到化合物11,再經三步簡單的取代、消除、氫化反應得到化合物17,一步LiAlH4還原,將內酰胺轉化為胺,同時酯基還原為羥基,脫去縮酮保護基,Swern氧化一級羥基接著分子內縮合就以較高的收率得到天然產物1或者9,天然產物1由單晶確定其結構及立體化學。

從天然產物1出發,在Zn,HOAc回流條件下,切斷碳氮鍵并發生分子內氮雜Michael反應得到一對非對映異構體化合物19,黃鳴龍還原得到天然產物ibogamine(3)及epi- ibogamine(20)。

與此同時,如生源合成所示,從天然產物9出發,經由相同的轉化得到天然產物ibogaine(4),ibogaine(4)在DMDO做氧化劑的條件下,在吲哚的三位氧化出羥基得到天然產物ibogaine hydroxyindolenine(5),再在堿性條件下發生重排反應就可以90%的收率得到天然產物天然產物iboluteine(7)。另一方面,天然產物ibogaine(4)在I2,Na?CO?條件下發生氧化得到天然產物6,6再在H?O?條件下氧化斷裂得到天然產物ervaoffines D(8),產率高達90%。
總之,厙學功團隊針對Iboga-類型的吲哚生物堿,在生源合成啟發下,合理設計合成路線,高效地完成了7個Iboga-類型的吲哚生物堿的全合成,整個合成過程步驟簡潔,產率優秀,如關鍵的天然產物tabertinggine(1)就能10步完成,實現克級規模制備,產率高達40.8%,這對該系列其它天然產物的全合成及構效關系研究具有重要意義。
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