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雷晓光课题组提出一种全新的合成策略-“官能团配对特征识别”并应用该策略实现了复杂天然产物和结构多样性化合物库的同步构建
发布时间：2014/11/25
2014年8月1日，我所雷晓光课题组在 《Nature Communications》杂志上在线发表了题为 “Diversity-oriented synthesis of Lycopodium alkaloids inspired by the hidden functional group pairing pattern”的文章。(http://www.nature.com/ncomms/2014/140801/ncomms5614/full/ncomms5614.html)。 该文章报道了一种新颖的合成策略-“Functional Group Pairing Pattern Recognition (FGPPR)“官能团配对特征识别”在复杂天然产物全合成以及结构多样性化合物库同步构建中的应用。
不断以来，天然产物及其类似物，衍生物是新药研发中最丰富的先导化合物来源，也是化学遗传学中所需筛选化合物库构建的主要组成部分。但是，要取得足够量和骨架多样的天然产物及其类似物却面临挑战。由于天然产物的结构复杂性（一般手性中心多、环系复杂等），如何设计一条策略能进行天然产物骨架多样化的合成是化学家们长期思索的问题。从2000年以来迅速开展的“多样化导向合成”（DOS）则是一种快速地构建结构新颖化合物库的方法。其中应用最广的是Build/Couple/Pair三步策略，即顺利获得Build构建合成砌块，Couple将其组装，最后顺利获得Pair进行各种不同的官能团配对反应，得到多样的骨架结构。但是DOS策略一般用于合成天然产物类似物的小分子库，而很少应用到天然产物和骨架多样的天然产物类似物的并行全合成中。
雷晓光课题组首次提出一类全新的 “官能团配对特征识别” (FGPPR)的合成策略。该策略是在现在已经建立的DOS策略上的新的开展，旨在顺利获得系统地发现和利用天然产物中不同的连接形式（C-C，C-N，C-O键等）结合在一起的官能团单元。该策略可以系统地指引合成化学家发现并拆解在复杂天然产物结构中存在的配对官能团，从而得到一个含有多种独立官能团的简单前体，而后利用Build/Couple可以快速合成该前体，最后顺利获得不同类型的官能团配对反应（Pair），就可以并行地合成出不同骨架的天然产物和区别于天然产物的且具有结构多样性的化合物。在该策略的指导下，雷晓光课题组高效地合成出4种结构复杂的石松生物碱【(+)-serratezomine A, (−)-serratinine, (+)-8α-hydroxyfawcettimine和(−)-lycoposerramine-U】以及6种不同骨架的石松生物碱类似物。其中第一个天然产物为已知的最短合成（7步反应），后三种天然产物均为首次不对称全合成。该策略被证明具有一定的普适性，能够被应用到其他天然产物的全合成和骨架多样化合成中，为药物筛选以及化学生物学研究给予足够多的结构新颖的化合物。
雷晓光课题组博士研究生张静为本文第一作者，吴金宝、洪本科、艾文英、汪晓明，以及黎后华同学也参与了本文的工作。雷晓光研究员为本文通讯作者。该工作得到了国家科技部，国家自然科学基金委和北京市政府的资助。
不断以来，天然产物及其类似物，衍生物是新药研发中最丰富的先导化合物来源，也是化学遗传学中所需筛选化合物库构建的主要组成部分。但是，要取得足够量和骨架多样的天然产物及其类似物却面临挑战。由于天然产物的结构复杂性（一般手性中心多、环系复杂等），如何设计一条策略能进行天然产物骨架多样化的合成是化学家们长期思索的问题。从2000年以来迅速开展的“多样化导向合成”（DOS）则是一种快速地构建结构新颖化合物库的方法。其中应用最广的是Build/Couple/Pair三步策略，即顺利获得Build构建合成砌块，Couple将其组装，最后顺利获得Pair进行各种不同的官能团配对反应，得到多样的骨架结构。但是DOS策略一般用于合成天然产物类似物的小分子库，而很少应用到天然产物和骨架多样的天然产物类似物的并行全合成中。
雷晓光课题组首次提出一类全新的 “官能团配对特征识别” (FGPPR)的合成策略。该策略是在现在已经建立的DOS策略上的新的开展，旨在顺利获得系统地发现和利用天然产物中不同的连接形式（C-C，C-N，C-O键等）结合在一起的官能团单元。该策略可以系统地指引合成化学家发现并拆解在复杂天然产物结构中存在的配对官能团，从而得到一个含有多种独立官能团的简单前体，而后利用Build/Couple可以快速合成该前体，最后顺利获得不同类型的官能团配对反应（Pair），就可以并行地合成出不同骨架的天然产物和区别于天然产物的且具有结构多样性的化合物。在该策略的指导下，雷晓光课题组高效地合成出4种结构复杂的石松生物碱【(+)-serratezomine A, (−)-serratinine, (+)-8α-hydroxyfawcettimine和(−)-lycoposerramine-U】以及6种不同骨架的石松生物碱类似物。其中第一个天然产物为已知的最短合成（7步反应），后三种天然产物均为首次不对称全合成。该策略被证明具有一定的普适性，能够被应用到其他天然产物的全合成和骨架多样化合成中，为药物筛选以及化学生物学研究给予足够多的结构新颖的化合物。
雷晓光课题组博士研究生张静为本文第一作者，吴金宝、洪本科、艾文英、汪晓明，以及黎后华同学也参与了本文的工作。雷晓光研究员为本文通讯作者。该工作得到了国家科技部，国家自然科学基金委和北京市政府的资助。
