单萜吲哚生物碱的仿生合成

单萜吲哚生物碱因其骨架和官能团的丰富变化,加上它们的生物活性,多年来 一直哟引着一代又一代的化学家对其进行结构和合成研究,它们的共同生物合成前 体strictosidine是由色胺和单萜苷secologanin缩合形成的。自从secologanin可 以大量得到以后,以它为原料沿着可能的生物合成路线合成天然生物碱即仿生合成 就成为一个重要的研究领域。它对于理解和阐释生物碱的生物合成过程,为提供天 然来源极少的生物碱供药理试验及对促进有机合成化学的发展等都是有重要意义。 这方面的研究也取得了许多重要进展,成功合成了一些重要的单萜吲哚生物碱,如 育亨宾类、钩藤碱、异钩藤碱、卡得宾、利血平类似物、喜树碱等。     

植物天然化合物的人工合成之路

植物天然化合物及其衍生物是药物、保健品和食品添加剂等产品开发的源泉.新兴的合成生物学技术通过在微生物底盘细胞中重构与优化天然化合物的生物合成途径,实现目标化合物的从头合成,为结构复杂的珍稀植物天然化合物的规模化制备提供了新策略.介绍了青蒿素、人参皂苷、吗啡类生物碱、紫杉醇和长春花碱等重要植物天然化合物人工合成的研究进展.这些研究实例,不仅彰显了合成生物学及其与合成化学的结合在植物天然化合物人工合成方面的巨大应用潜力,也指明了未来植物天然化合物从头合成技术研发的导向.合成生物学与合成化学领域的新技术研发将进一步推动复杂天然化合物的生物合成途径解析、生物元件的挖掘与表征、新型底盘细胞的设计和开发以及生物合成与化学合成的强-强联合等方面的研究,助力天然化合物的人工合成技术从实验室走向市场.     

复杂天然产物全合成:化学合成与生物合成结合的策略

天然产物全合成是有机化学的重要研究方向之一,具有复杂结构和重要生理活性的天然产物及其衍生物也是药物研发的重要来源.主要介绍利用化学合成与生物合成结合的策略,实现复杂天然产物的全合成及规模制备.主要内容包括青蒿素,Spinosyn A,Myceliothernophin E和Equisetin的化学与生物合成研究.     

石松生物碱集成合成的研究进展

鉴于同一家族天然产物在化学结构和生物合成途径上的相关性,2011年Mac Millan等提出利用相同或相似的关键中间体快速高效合成天然产物家族化合物的集成合成策略,近年来该策略被应用于多个家族天然产物的合成中.石松生物碱是一类结构奇特且复杂多样的生物碱,部分成员化合物表现出良好的生物活性.综述了国内外有机合成化学家对石松生物碱家族化合物的集成合成研究进展.     

石松生物碱(+)-Fawcettimine,(+)-Fawcettidine和(-)-8-Deoxyserratinine的全合成

Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,491～495石松类生物碱(Lycopodium alkaloids)是从蕨类植物石松和其近缘植物中分得的结构类似,具有相同生源的一类结构奇特且骨架变化多样的生物碱.这类生物碱具有很多重要的生物学功能,最具代表性的如石杉碱甲对治疗老年痴呆症有显著疗效.由于该类生物碱具有新颖复杂的化学结构和重要的生物功能,对于该天然产物的全合成研究已经成为近十年内国际有机合成领域的难点和热点.天津大学药学院和北京生命科学研究所雷晓光教授课题组最近报道完成了该家族中三个天然产物(+)-Fawcettimine,     

CRISPR/Cas9基因编辑系统在获取放线菌天然产物中的应用

作为临床药物的重要来源,放线菌天然产物及其衍生物已被大规模开发并应用于临床.为了实现放线菌来源活性天然产物的高效合成、新型天然产物的结构衍生以及未知天然产物的定向挖掘,往往需要聚焦于生物合成基因簇,运用生物学技术开展理性的遗传改造.规律性成簇间隔的短回文重复序列及相关蛋白(CRISPR/Cas)是部分细菌和古细菌在长期自然进化过程中发展而来的一种对抗外源遗传物质入侵的适应性免疫防御系统.以CRISPR/Cas9为代表的基因编辑系统已被广泛应用于脱氧核糖核酸(DNA)片段的靶向特异性切割,为生物技术领域的发展提供了无限可能.综述了CRISPR/Cas9系统在放线菌遗传改造中的应用情况,包括在基因簇抓取、编辑与重构、原位同源重组以及代谢调控方面的研究进展,涉及全新的CRISPR/Cas9介导的基因编辑方法以及代表性的成功案例,为高效利用CRISPR/Cas9系统获取放线菌天然产物提供了借鉴.     

单萜吲哚生物碱的合成生物学研究进展

单萜吲哚生物碱是一类具有重要药用价值的天然产物,但是在其宿主的生物含量很低;虽然通过有机化学的方法可以实现该类复杂结构化合物的全合成,但是难以大量快速获得,而且围绕核心骨架的进一步衍生化修饰也有一定的瓶颈.随着单萜吲哚生物碱生物合成途径的解析和合成生物学使能技术的发展,利用合成生物学策略结合化学半合成将是实现该类化合物的合成制造和通量结构衍生化的重要发展趋势.单萜吲哚生物碱基因元件的挖掘鉴定和生物合成途径的解析是进行合成生物学研究的前提条件.异胡豆苷是单萜吲哚生物碱合成的关键骨架化合物,由色胺和开环马钱子苷汇聚合成,这一过程被称为上游合成途径;以异胡豆苷为骨架形成各种单萜吲哚生物碱的过程称为下游合成途径.从这两个方面对近30年来单萜吲哚生物碱合成元件的发现和合成生物学研究进展进行了综述,为后续合成生物学的应用研究奠定基础.     

2010～2013之海洋微生物新天然产物

微生物药物研究始于20世纪,已发展成为现代药物开发的基础,目前已知的有生物活性的化合物10%来源于微生物.近十年,海洋微生物来源的天然产物受到极大的关注,被认为是极具潜力的药物开发资源.介绍2010年1月～2013年2月已经报道的海洋细菌、放线菌和真菌来源的895个新天然产物的微生物来源、结构及其生物活性.     

抗肿瘤活性双四氢异喹啉生物碱类似物的合成研究进展

双四氢异喹啉天然产物是一大类具有较强生物活性的家族,目前已有近百个该类天然产物被陆续报道出来.自1974年Kluepfel等发现了第一个具有抗肿瘤活性的四氢异喹啉天然产物以来,已经有近百个该类四氢异喹啉天然产物被陆续报道出来,目前这类天然产物家族中的双四氢异喹啉生物碱因其优良的生物活性和复杂的化学结构成为了生物学和有机化学研究领域的热点,并进一步推动了该类天然产物家族成员Ecteinasicdin 743 (ET-743)在欧盟成功上市,用于治疗晚期软组织瘤和卵巢癌.由于包括ET-743在内的这类双四氢异喹啉天然产物在自然界中含量极低以及化学结构复杂,使得对其化学结构的改造也引起了越来越多的关注.本文基于此,综述了近十年来这类双四氢异喹啉天然产物类似物的研究进展.     

新型海洋双吲哚类生物碱的研究进展

双吲哚类生物碱是近年来分离到的一类很重要的海洋天然产物。由于这类化合物具有新颖的化学结构和多种生理活性,因此它们引起了科学家极大的兴趣。本文综述了近年来新型海洋双吲哚类生物碱的研究进展。     

二氧化碳和丙烯直接合成甲基丙烯酸的NiPMo/TiO2催化剂的研究

用溶胶-凝胶法以磷钼酸(MPA)的镍盐溶液水解钛酸四丁酯制备了NiPMo/TiO2催化剂.使用ICP、 XRD、 TG-DTA、 IR、 TPD-MS和微反应技术研究了催化剂的化学组成、热稳定性、化学吸附性质和催化反应性能.杂多钼酸盐与TiO2通过O2-在TiO2表面发生了键合.在623 K下,杂多阴离子仍保持原有的Keggin结构.CO2在Lewis酸位Ni(Ⅱ)和Lewis碱位Ni-O-Mo的桥氧协同作用下生成CO2卧式吸附态Ni(Ⅱ)←O-(CO)←(O--Ni).丙烯有多种吸附态在催化剂上吸附.在563 K、 1 MPa和空速1500 h-1的反应条件下,丙烯的摩尔转化率为3.2%,产物MAA选择性为95%.     

Toward new camptothecins. Part 6: Synthesis of crucial ketones and their use in Friedländer reaction

In the context of the preparation of camptothecin and luotonin A analogs, the synthesis of some key keto-precursors and their use in Friedländer condensation are described. This paper also focuses on the stability of these keto intermediates and emphasizes the major differences between indolizinones and pyrroloquinazolinones series. Noteworthy is also the report of some original structures isolated as by-products of some experiments.     

CoFe2O4自形成磁性液体场致结构化对磁化的影响

The Langevin paramagnetic theory can’t describe the relation between magnetization of ferrofluids and applied magnetic field. The structuralization of ferrofluids, which is considered the main influence factor of the magnetization, is regarded. The part of magnetization works is deposited when the structure is forming. This action influences the magnetization of ferrofluids directly or indirectly. On the base of the “compressing” model, the Langevin function that usually describes the magnetization of ferrofluid is modified, and a well-fitted curve is obtained. An equation of the relation between the equivalent volume fraction after being “compressed” and the intensity of magnetic field is discovered, which approximately describes the process of magnetization. The relation between the approximate initial susceptibility and the volume fraction can be obtained from modified formula.     

Highly regioselective Buchwald–Hartwig amination at C-2 of 2,4-dichloropyridine enabling a novel approach to 2,4-bisanilinopyridine (BAPyd) libraries

The highly regioselective Buchwald–Hartwig amination at C-2 of the cheap and readily accessible reagent, 2,4-dichloropyridine with a range of anilines and heterocyclic amines is described. This new methodology is robust and provides a facile access to 4-chloro-N-phenylpyridin-2-amines on 0.25 mol scale. These intermediates undergo a further Buchwald–Hartwig amination at higher temperature to enable rapid exploration of the chemical space at C-4 and to provide a library of 2,4-bisaminopyridines.     

KMnO4-mediated oxidative CN bond cleavage of tertiary amines: Synthesis of amides and sulfonamides

KMnO₄-mediated oxidative CN bond cleavage of tertiary amines producing secondary amine was introduced, which was trapped by electrophiles (acyl chloride and sulfonyl chloride) to form amides and sulfonamides. The reaction could take place at mild condition, tolerating a wide range of function groups and affording products in moderate to excellent yields.     

Chemistry of heterocyclic compounds at the A. E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, over 50 years (Review)

The review contains a concise historical account and information on the most significant researches undertaken by the staff at the A. E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences on the Chemistry of Heterocyclic Compounds. Dedicated to Academician of the Russian Academy of Sciences B. A. Trofimov on his 70th jubilee. Translated from Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, No. 10, pp. 1443–1502, October, 2008.     

Sulfur-directed metal-free and regiospecific methyl C(sp3)–H imidation of thioanisoles

Regiospecific and direct imidation of the methyl C(sp³)–H bond of thioanisoles is realized under mild and metal-free conditions with N-fluorobis(benzenesulfonyl)imide as an oxidant and nitrogen source. Proposed mechanism suggests that thionium ion intermediates and a Pummerer-type reaction are involved. The imidation has advantages such as high step-economy, excellent functionality tolerance, and regiospecificity, giving structurally diverse imidation products.     

Selective syntheses of 2H-1,3-oxazines and 1H-pyrrol-3(2H)-ones via temperature-dependent Rh(II)-carbenoid-mediated 2H-azirine-ring expansion

The Rh(II)-catalyzed reaction of 2-carbonyl-substituted 2H-azirines with ethyl 2-cyano-2-diazoacetate or 2-diazo-3,3,3-trifluoropropionate provides an easy access to 2H-1,3-oxazines and 1H-pyrrol-3(2H)-ones. These compounds can be selectively prepared from the same starting material using temperature as the only varied parameter. The 2-azabuta-1,3-diene intermediate, a common precursor for both heterocyclic products, isomerizes into 2H-1,3-oxazine under kinetic control, while 1H-pyrrol-3(2H)-one is the sole product of the reaction at elevated temperatures. According to DFT-calculations a one-atom oxazine ring contraction involving ring-opening to a 2-azabuta-1,3-diene intermediate, followed by a 1,5- and 1,2-prototropic shift leads to the consecutive formation of imidoylketene and azomethine ylide, which then further undergo cyclization to the pyrrole derivative.     

Synthesis of 1-benzyloxypyrazin-2(1H)-one derivatives

Different approaches for the synthesis of 1-benzyloxypyrazin-2(1H)-one derivatives from simple amino acids have been investigated. A library of 33 precursors for the preparation of N-hydroxy pyrazinones was obtained in moderate to good yields.