多取代芳環(huán)的構(gòu)建一直在多環(huán)天然產(chǎn)物的全合成中具有很大的挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)的策略一般是從易得的含芳環(huán)起始原料出發(fā)進(jìn)行逐步修飾。隨著取代基的增多和立體化學(xué)環(huán)境的復(fù)雜化，這類策略面臨的困難往往愈來愈大。中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所生命有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李昂課題組發(fā)展了環(huán)化/芳構(gòu)化的合成策略，通過自主合成芳環(huán)的方式，解決以上策略性問題，實(shí)現(xiàn)了含多取代芳環(huán)的xiamycin家族、clostrubin和mycoleptodiscin A的全合成。

Xiamycin A代表了一類結(jié)構(gòu)獨(dú)特的吲哚倍半萜，由德國(guó)和中科院的兩個(gè)課題組獨(dú)立地在放線菌中發(fā)現(xiàn)，其化學(xué)合成和生物合成均引起了較多關(guān)注。李昂課題組的孟占朝等利用6π電環(huán)化/芳構(gòu)化和過渡金屬環(huán)化兩種不同的策略，構(gòu)建了該類分子中的四取代芳環(huán)，合成了該家族中的一系列天然產(chǎn)物如xiamycin A、oridamycins A和B以及dixiamycin C，并通過合成發(fā)現(xiàn)xiamycin A具有很強(qiáng)的抗1型皰疹病毒活性(Nature Communications,2015,6, 6096, DOI: 10.1038/ncomms7096)。值得一提的是，在后一種合成策略中運(yùn)用了該所陸熙炎院士發(fā)展的高效咔唑合成法作為全合成的關(guān)鍵步驟。

多酚天然產(chǎn)物clostrubin是于2014年5月報(bào)道的具有新穎骨架的抗生素，對(duì)耐藥菌MRSA和VRE表現(xiàn)出很強(qiáng)的抑制活性。李昂課題組的陽銘博士和李健僅用5個(gè)月完成了該分子的首次全合成(Nature Communications2015,6, 6445, DOI: 10.1038/ncomms7445)。該合成以6π電環(huán)化/芳構(gòu)化為核心策略構(gòu)建六取代苯環(huán)。借助該分子自身隱含的對(duì)稱性制備電環(huán)化前體，通過紫外光照射實(shí)現(xiàn)該共軛烯烴的6π電環(huán)化反應(yīng)，所得產(chǎn)物在空氣中自動(dòng)芳構(gòu)化形成多環(huán)高級(jí)中間體。合成路線最長(zhǎng)線性步驟僅9步，可以便捷地提供數(shù)百毫克的樣品，解決了天然產(chǎn)物來源稀少的問題。

Mycoleptodiscin A是Cubilla-Rios等從共生真菌Mycoleptodiscus sp.中獲得的一個(gè)吲哚倍半萜，具有少見的吲哚鄰苯醌結(jié)構(gòu)，且吲哚4位與萜類骨架相連。李昂課題組的周述鵬和陳浩等近期完成了該分子的首次全合成(Angew. Chem. Int. Ed.2015, 54, 6878)。該合成沒有從制備繁瑣的多取代吲哚原料出發(fā)，而是利用銅催化的碳-氮鍵形成反應(yīng)在合成后期構(gòu)建多取代的氫化吡咯環(huán)系，再進(jìn)行氧化芳構(gòu)化形成雜芳環(huán)體系。該合成很好地體現(xiàn)了構(gòu)建芳環(huán)的策略在多取代芳香天然產(chǎn)物全合成中的優(yōu)勢(shì)。

以上工作受到科技部973計(jì)劃青年專題項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年基金和重大研究計(jì)劃、中科院上海有機(jī)所百人計(jì)劃、中組部青年拔尖人才計(jì)劃、科技部創(chuàng)新人才推動(dòng)計(jì)劃、上海市浦江人才計(jì)劃和生命有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力資助。