云端学术沙龙——西南交通大学高峰教授关于大戟二萜的化学研究

年12月6日早9点,重点实验室邀请西南交通大学高峰教授通过腾讯会议为天然药物化学学科的师生们介绍了他关于大戟二萜的化学研究成果。讲座由黄肖霄教授主持,宋少江教授、孟大利教授、朱玲娟副教授以及天药学科余名研究生在线参加了本次学术交流。

高峰教授现任西南交通大学生命科学与工程学院副院长,西南交通大学医学院副院长,主要研究领域为天然抗肿瘤药物的结构修饰、骨架转化、化学合成、活性筛选以及基于AI新算法的小分子活性化合物的设计合成。

本次学术交流主要包括3方面的内容:(1)千金子中二萜成分研究;(2)大戟二萜重要骨架类型的结构转化,从化学的角度证实其相互的生源关系;(3)骨架转化启发的方法学研究以及应用于天然产物全合成。

一、千金子中二萜成分研究

大戟科大戟属植物约种,我国共80种,多为传统中药。该属植物具有许多结构独特和新颖的二萜化合物,包括20多种骨架类型。生物活性包括抗肿瘤,抗多药耐药性,抗炎镇痛等方面。例如从南欧大戟中分离得到的巨大戟醇甲基丁烯酸酯化合物(Ingenolmcbutate),于年1月23日批准上市,用于癌症的治疗。

目前,从千金子中发现的化学成分共15类约种,其中二萜类化合物已有40多个。如图所示为高峰教授课题组从千金子中分离得到的二萜类化合物。

二、大戟二萜的结构转化

大戟二萜化合物中存在两种活性比较好的骨架类型(liglianes和lngenanes类型),虽然他们活性显著,但是在天然产物中的含量比较低,限制了进一步的活性研究和结构修饰工作。高峰教授通过化学的方法,以天然界含量较高的续穗子烷型(Lathyranes)二萜作为原料,经过一系列化学反应,转化成为多种骨架类型,且活性较好的化合物,建立起不同骨架化合物之间的相互关系,并对其进行生源的验证。

三、骨架转化启发的方法学研究以及应用于天然产物全合成

在骨架转化的过程中,还发现了一个很有趣的反应,EuphorbiafactorL1在BF3?Et2O的条件下,以乙腈作为溶剂的作用下,体系内会发生氨化反应形成一个噁嗪环的结构。通过进一步对底物进行简化,尝试不同的反应条件,最终得到一个芳基吡咯烷的结构,并用单晶衍射的方法对其结构进行确定。

芳基吡咯烷型化合物在天然产物和药物中是一个非常重要的结构片段,可以通过一些经典的人名反应和金属催化的反应对其进行合成。高峰教授通过骨架转化的启发,将不同的底物与腈类发生反应,进行了一系列方法学的研究用来合成芳基吡咯烷型的化合物,产率较高,具有很好的实用性。

除此之外,还将所研究的方法学应用到天然产物的全合成当中,实现了(-)-Codonopsinine化合物的全合成。

四、结语

在与高峰教授一个半小时的交流中,研究生们了解了如何将化学的方法应用到天然产物的研究中,如何利用天然产物含量较高的化合物,对含量较少,活性显著的其他骨架化合物进行化学沟通或生源验证,拓宽了天然产物研究的思路。天药学科十余名研究生争先恐后向高峰教授提出了自己对于讲座内容的一些疑惑和问题,高峰教授从大戟二萜天然产物的结构转化,化学反应过程中的一些有趣现象,方法学的研究和应用等问题与研究生们进行了深入的讨论,大家都受益匪浅,本次交流在活跃、热烈的讨论中结束,大家期待和高峰教授未来有更深入的交流和学习机会。

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