赵玉明课题组复杂活性天然产物全合成领域取得重要进展

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天然产物是创新药物发现的重要源泉，其在现代药物研发中扮演着重要角色。根据统计，目前有近60%的临床用药都直接或间接来源于天然产物或其衍生物。但遗憾的是，大部分天然产物自然来源极其有限，限制了对其生物及药理活性的深入研究。因此，如何快速、大量获得天然产物及其类似物已成为新药研发的瓶颈之一。开展天然产物合成研究，特别是复杂活性天然产物的全合成研究，不仅体现一个国家有机化学学科的综合实力，同时对于增强药物自主创新能力、加速实现传统中医药新型发展战略、促进人与自然协调发展及培养有机合成化学高级别人才，都具有重要的现实意义。

  在我国，三尖杉是重要药源植物，其总生物碱对淋巴肉瘤、肺癌等都有较好的疗效。2012年，三尖杉酯碱Homoharringtonine首次通过美国FDA审查并批准上市，用于治疗对酪氨酸激酶抑制剂具有抗拮的慢性或加速期粒细胞白血病。除三尖杉生物碱外，近年来，药物化学家们从三尖杉科植物中分离得到了一大类萜烯类天然产物。截至目前，已有超过25个三尖杉属二萜天然产物被先后分离报道，有限的生物学研究表明部分化合物具有很强的抗癌活性 (Human KB cells, IC50 = 43 nM)。从结构上看，这类天然产物由一个独特的多环笼状碳骨架、多个连续立体化学中心、具有较大张力的内酯桥连单元组合而成。复杂的化学结构使得对这类天然产物的化学合成充满了挑战，特别是如何高效、高选择性构建分子骨架中顺式稠合的三环体系（BCD三环）以及多级氧化态的适时调整，在合成化学上具有很大的挑战性。

  近日，我院“有机金属与电响应材料研究团队”赵玉明副教授课题组以三尖杉属二萜类天然产物为研究目标，通过设计和发展新颖的金属钯催化串联环化反应及后期连续的高选择性sp3 C-H 键氧化反应，为这类天然产物的多样性高效合成发展了全新的策略和方法。在此基础上，实现了这一家族中Cephanolide B和Cephanolide C的首次化学全合成。这一研究成果在线发表在国际顶尖化学期刊《美国化学会志》（JACS）上，硕士研究生徐伦和王超为该论文共同第一作者，赵玉明副教授为论文通讯作者，陕西师范大学为唯一署名单位。

  此项研究得到了国家自然科学基金委员会青年项目与面上项目（21202074, 21672134）、陕西省自然科学基金面上项目（2017JM2001）、陕西省“百人计划”青年项目、陕西师范大学启动经费的大力支持。

  全文详见：Lun Xu, Chao Wang, Ziwei Gao, and Yu-Ming Zhao*; Total Synthesis of (±)-Cephanolides B and C via a Palladium-Catalyzed Cascade Cyclization and Late-Stage sp3 C–H Bond Oxidation； J. Am. Chem. Soc., 2018, ASAP; DOI: 10.1021/jacs.8b03015 (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b03015).

  实验室简介：赵玉明课题组组建于2015年6月，现有硕士研究生5名，一直致力于复杂活性天然产物的全合成研究。课题组秉持在充分理解天然产物生源合成的基础上，开展原创性合成策略设计的化学合成新理念，围绕合成策略中的基础性、关键性科学问题开展系统性研究。在复杂分子精准合成领域，特别是复杂活性天然产物的仿生及多样性合成领域，完成了一些具有显示度的工作，其科研成果相继在本领域国际著名刊物上公开发表。