結(jié)構(gòu)新穎、活性多樣的天然產(chǎn)物是發(fā)掘小分子藥物先導化合物的不竭源泉,但復雜天然產(chǎn)物的構(gòu)型確證難及含量過低的問題,成了其向新穎先導化合物不斷推進的主要問題。唇形科(Lamiaceae)香茶菜屬(Isodon)植物是我國重要的藥用植物類群之一,具有清熱解毒、抗菌消炎、抗腫瘤等功效。中國昆明植物研究所重要類群植物化學及功能研究團隊研究員普諾·白瑪?shù)ぴ稣n題組致力于該屬植物中新穎先導化合物的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新藥物研發(fā)。
近年來,課題組對香茶菜屬形態(tài)特異種——帚狀香茶菜(Isodon scoparius)開展了系統(tǒng)性的研究,并取得系列成果:(1)發(fā)現(xiàn)了新穎重排對映-海里曼烷型二萜scopariusins A–C(Org. Lett. 2013, 15, 314-317);(2)發(fā)現(xiàn)了具有較好免疫抑制活性且分子中含有不對稱環(huán)丁烷片段的新穎雜二萜scopariusic acid(Org. Lett. 2013, 15, 4446-4449);(3)發(fā)現(xiàn)了具有不對稱環(huán)丁烷片段的新穎雜二萜scopariusicides A和B,并完成了scopariusicide A的仿生合成(Org. Lett. 2015, 17, 6062-6065)。
2012年,課題組*從帚狀香茶菜中發(fā)現(xiàn)了一個具有新穎6/6/4全碳骨架的雜二萜(-)-isoscopariusin A,其對T淋巴細胞具有顯著的免疫抑制活性(IC50 = 0.36 uM)。然而,由于該樣品為油狀物,無法獲得理想的晶型,這導致難以通過X-射線單晶衍射分析來確證其構(gòu)型;此外,由于該樣品在植物體內(nèi)含量低,難以滿足開展更深入藥理學研究的需求。
為解決上述問題,研究組從2015年起對其進行了化學合成研究,先后發(fā)展出兩代合成路線,以商業(yè)可得的香紫蘇內(nèi)酯為起始原料,實現(xiàn)了12步克級合成。其中的關(guān)鍵反應涉及:1)以鈷催化的烯烴異構(gòu)化反應制備三取代烯烴;2)基于烯酮亞胺鹽的分子間[2 + 2]環(huán)加反應立體選擇性地合成a-芳基取代的環(huán)丁酮中間體;3)進一步通過面選擇性同系化反應,構(gòu)建了全取代的環(huán)丁烷骨架;4)分別通過鎳催化的交叉偶聯(lián)和碳二亞胺介導的酯化反應進行側(cè)鏈組裝。以上研究工作不僅實現(xiàn)了該類新穎雜二萜的克級合成,確定了目標分子的構(gòu)型,同時也為免疫抑制活性先導化合物的挖掘奠定了研究基礎(chǔ)