综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:021-64321087
  • 技术服务电话:021-64321087
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

DNA毒性天然产物lomaiviticin A单体的全合成

日期: 2022-09-09
浏览次数: 348

来源:x-mol

2001年,Wyeth Pharmaceuticals和犹他大学的研究者通过生物活性指导手段分离细菌代谢物(-)-lomaiviticin A。(-)-lomaiviticin A的细胞毒性极高,对多种癌症细胞系的半抑制浓度(IC50)低至mM级别。基于核磁共振和高分辨率质谱,以及通过与已知天然产物kinamycin的结构进行对比,研究者将(-)-lomaiviticin A的结构鉴定为1。该分子结构具有C2对称性,包含两个重氮四氢苯并[b]芴基团(diazofluorene)和四个2,6-双脱氧糖基团。研究表明(-)-lomaiviticin A独特的二聚体结构以及重氮基团可以诱导产生细胞毒性极高的DNA双链断裂(DNA DSBs)。独特的活性作用机理和复杂的分子结构使得包括K.C Nicolaou、Matthew D. Shair 和Seth B. Herzon在内的许多课题组都将(-)-lomaiviticin A长期作为合成研究的目标分子。尽管如此,研究者们在长达二十年的时间里仍未能完成任何lomaiviticin家族天然产物的全合成。而由于同样没有晶体结构的支持,lomaiviticin的结构鉴定事实上始终未能得到验证。

2021年,Hosea M. Nelson课题组(加州理工大学)和Seth B. Herzon课题组(耶鲁大学)使用先进的高场核磁共振技术和微晶电子衍射(microED)手段,结合密度泛函理论计算(DFT)对(-)-lomaiviticin A的结构进行了了修正(2,图1)。近期,Seth Herzon(点击查看介绍)课题组完成了修正后的(-)-lomaiviticin A结构的单体合成,从而在进一步佐证结构修订的同时,发展了合成(-)-lomaiviticin A所需的糖基化、重氮化及骨架构建等关键反应。相关成果发表在J. Am. Chem. Soc.上。

对3的逆合成分析最终指向了合成重氮四氢苯并[b]芴的两个片段:保护的萘酚衍生物7和环己烯酮6,以及糖基化给体17和23(图1)。萘酚片段7的合成首先由已知化合物8经氢化铝锂还原得到一级醇9,再经溴化后经过氧化去芳香化在酚羟基对位引入甲氧基得到酚11。11经甲基保护后又经一步Appel反应得到二溴化物片段7(图2)。对于两个糖基化给体17和23,已知的鼠李烯糖衍生物13经PMB保护和加成水两步反应得到还原糖15,再经酯化反应得到糖基邻炔基苯甲酸酯给体17。已知的岩藻烯糖衍生物18经手性翻转的叠氮取代反应产生烯糖20,再经乙酸加成和溴化反应得到糖基溴化物给体23。

已知的二醇24经过IBX氧化和TMS保护得到最后一个片段环己烯酮6(图3)。环己烯酮6在KHMDS攫氢后同二溴化物7发生α-烷基化反应得到化合物25。25在还原性自由基环化反应的条件下关环形成重氮四氢苯并[b]芴中五元环的结构并完成四环环系的构建,再经TBAF脱除硅保护基得到二醇5。作者通过两种不同的条件将二醇5转化为硒化物26,用于后续的糖基化反应。

β-糖L-pyrrolosamine的片段由Koenigs-Knorr糖基化反应引入。硒化物26与糖基溴化物23在硅酸银和4 Å分子筛的条件下反应,反应温度由−50°C逐渐升温至−20°C,进而高选择性的实现了β-糖基化(β:α = 15:1)。糖基化产物经苯硒基的氧化消除得到烯酮4。作者使用对甲苯磺酰叠氮对化合物4进行重氮转移反应,得到重氮氢化萘醌27。由于其不稳定,立即对其使用硝酸铈铵进行氧化脱保护得到重氮萘醌28。经过一系列条件筛选,作者最终选择了PPh3AuOTf催化的俞氏糖基化反应,实现了高选择性的α-糖基化(α:β > 20:1)并合成了全部片段链接完成的分子29。29先经DDQ脱除糖片段的PMB保护,再经Staudinger反应和还原胺化在β-糖片段中引入二甲胺基团得到31。最后,作者使用乙醚溴化镁脱除酚羟基的苄基保护,完成了lomaiviticin A单体3的合成。

作者将单体3的核磁碳谱同(-)-lomaiviticin A进行了比较。除(-)-lomaiviticin A中桥连两个单体的2号碳外,其余的化学位移均方根误差仅为1.68 ppm。这一结果验证了结构修订的正确性。作者还以(-)-lomaiviticin A作为阳性对照对于合成的单体3进行了细胞毒性测试。对于测试的四种癌症细胞系,(-)-lomaiviticin A都具备nM级别的细胞毒性,而单体3则在<1 μM的浓度下不具备细胞毒性。这一结果进一步说明了(-)-lomaiviticin A的二聚体结构对于其细胞毒性起着决定性的作用。

总结

综上,来自耶鲁大学Seth B. Herzon课题组的研究人员们继2021年完成lomaiviticin家族天然产物的结构修订后,又于近期又完成了lomaiviticin A单体的全合成。该路线使用了高效的片段连接方法和高立体选择性的糖基化反应,为最终实现(-)-lomaiviticin A的全合成打下了基础。

本文的共同第一作者是课题组四年级博士生徐植和四年级博士生Mikaela DiBello。二年级博士生王泽淳,John A. Rose博士、陈磊博士和李昕博士均对本课题做出了贡献。


Hot News / 相关推荐
  • 2026 - 10 - 22
    点击次数: 5
    来源:X-MOL本文提出了一种环境无害的无铅双钙钛矿光电探测器,其构型为 FTO/PCBM/La2NiMnO6/CuI/碳。拟议设计配置已通过 SCAPS-1D 进行数值分析,通过优化吸收层厚度、受体掺杂、缺陷密度和界面质量,开发出高性能光电探测器。LNMO(鑭镍锰氧化物)作为吸收剂,在可见光近红外区域具有超过 100,000 cm-1 的高吸收系数,并且与&nbsp;PCBM(苯基 C6...
  • 2026 - 10 - 21
    点击次数: 18
    来源:X-MOL三氧化钨(WO3)是一种众所周知的光致变色材料,在光照下会发生可逆的颜色变化,使其在智能窗、光存储和传感设备等领域具有广阔的应用前景。本研究通过调控水热反应温度和盐酸浓度,成功合成了一种形貌均匀且可控的WO3神经网络状结构。此外,本研究系统地考察了所制备WO3颗粒的光致变色响应时间,并筛选出响应速度最快的最佳样品。为了显著提升光致变色性能,本研究引入了稀土元素铒(Er)作为掺杂剂。...
  • 2026 - 10 - 21
    点击次数: 17
    来源:X-MOL为了寻找高效的二氧化碳还原光催化剂,稀土元素掺杂因其独特的电子结构和能级而备受关注,这些特性能够显著提高光吸收和电荷转移效率。本研究采用表面活性剂辅助水热法合成了铒掺杂的二维超薄BiOCl纳米片。铒掺杂不仅抑制了光生载流子的复合,而且进一步增强了BiOCl纳米片的光催化记忆效应。铒掺杂与预先可见光照射诱导的光催化记忆效应的协同作用,极大地调控了BiOCl纳米片的内部电子态。实验和密...
  • 2026 - 10 - 20
    点击次数: 37
    来源:X-MOL追求甲醇氧化羴基化为二甲基碳酸酯(DMC)高效催化剂的努力受限于在传统单基点/混合位点同时激活 CO 和甲醇的动力学挑战。本研究通过对双金属锌/铒-ZIF 进行热解,演示 0 了 Co–CoO x 界面工程策略,以构建 Co@NC 催化剂。系统调节锌/辅导比和热解温度控制纳米颗粒尺寸和氧化态,产生最佳催化剂 Co@NC-4,表现出高 DMC 时空产率(5.9 g DMC g cat...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务