西南交通大学生命科学与工程学院高峰教授课题组近日在有机化学国际权威期刊Organic Letters上在线发表研究论文《Ir-Catalyzed Biomimetic Photoisomerization of Cyclopropane in Lathyrane-Type Euphorbia Diterpenes》，报道了Lathyane型大戟二萜中环丙烷光异构化的仿生合成路径。
光和酶是天然产物生物合成的重要驱动力。大戟属二萜类化合物因其化学结构复杂、种类繁多，且生物活性多样显著，而一直备受天然有机化学家的关注。迄今为止，已有40余种大戟二萜骨架类型被报道，但该类化合物生物合成途径目前尚未完全明确，依然缺少生物或化学论据。具有cis-偕二甲基环丙烷结构单元 (9α-H, 11α-H) 的5/11/3三环碳骨架的Lathyane型大环二萜，天然含量极为丰富，表现出抗肿瘤、多药逆转以及抗病毒等多种活性。然而，含trans-偕二甲基环丙烷 (9β-H, 11α-H或9α-H, 11β-H) 的Lathyane二萜在自然界中却极为少见，仅有6个该类的天然结构被报道，生物合成途径推测其可能起源于含cis-环丙烷的Lathyane型二萜。由于天然来源匮乏，严重地限制了trans-环丙烷Lathyane二萜的系统研究和生物活性开发。在此背景下，基于研究团队在光/金属催化天然产物化学研究的长期积累（Adv. Synth. Catal. 2022, 364, 1002-1008; J. Org. Chem. 2022, 87, 13411−13415; J. Nat. Prod. 2022, 85, 2026−2034; J. Nat. Prod. 2021, 84, 1838−1842; J. Nat. Prod. 2021, 84, 2374−2379; J. Nat. Prod. 2021, 84, 1067−1077），团队设想能够通过大量易得的天然Lathyanes高效快速地合成异构化trans-环丙烷结构的Lathyane型二萜，以解决该类成分来源短缺的问题，同时从化学的角度证明二者之间的生源关系。
作者在仿生合成的指导下，依据烯基环丙烷可被过渡金属活化而表现出丰富的反应活性，提出可见光驱动铱金属催化环丙烷异构化的方法应用于大戟二萜的结构转化。以天然来源丰富的含cis-环丙烷结构的Lathyane型Euphorbia factor L2为原料，成功地制得了trans-Lathyane天然大戟二萜Euphorbia factor L2a。得益于这一简洁的合成策略，另外4个trans-Lathyane型 (9β-H, 11α-H) 二萜也被顺利制备。值得一提的是，化合物5a在紫光反应条件下可进一步转化成为另一构型翻转产物5b (9α-H, 11β-H)。该研究首次从化学角度论证了两类Lathyane型二萜间的生源关系；并为高效合成具有trans-环丙烷结构单元的Lathyane型大戟二萜提供了高效的合成路径，合理地解决目前该类结构的来源短缺问题，为后续开发异构化Lathyane二萜活性化合物奠定基础。 论文第一作者为我院博士研究生王能，通讯作者为周先礼教授和高峰教授。
原文: Ir-Catalyzed Biomimetic Photoisomerization of Cyclopropane in Lathyrane-Type Euphorbia Diterpenes. Organic Letters, 2022, DOI: 10.1021/acs.orglett.2c03172.
