手性1,4-苯并二氧烷骨架是一种具有广泛生物活性的结构,在多种天然产物中发挥关键药理作用。其在药物发现中尤为重要,尤其是在杀虫化合物(如haedoxans [[1], [2], [3]]、潜在的特异性细菌β-葡萄糖醛酸酶抑制剂americanoles以及来自Noni(Morinda citrifolia)果实的moricitrins [4,5]中。图1显示了haedoxans的结构特征:它们是一类从药用草本植物Phryma leptostachya L.中分离出的结构复杂的新型木质素,具有中心1,4-苯并二氧烷核[[6], [7], [8]]。在该核心结构的基础上,关键位置(通常标记为东北部和西南部)引入了piperonyl取代基,并且苯并二氧烷环的连接处呈trans构型。此外,haedoxans还包含与核心骨架融合的密集氧化的syn-呋喃结构。这些高度氧化的结构特征以及多个连续的立体中心(尤其是在构象受限的trans苯并二氧烷和复杂的呋喃单元中)给化学合成带来了巨大挑战[[9], [10], [11]]。
近年来,手性1,4-苯并二氧烷的合成取得了进展,这得益于高效且通用的方法的发展[[12,13]],包括受生物启发的苯氧基自由基环化策略[[14], [15], [16]]、过渡金属催化的C–O键形成[[17], [18], [19]]以及光氧化还原催化[20]。这些合成方法的突破推动了含1,4-苯并二氧烷化合物在药物化学和材料科学领域的应用。尽管取得了显著进展,但手性1,4-苯并二氧烷的不对称合成仍不完善,针对不同取代模式的催化不对称合成途径的产率(ee值)仍然较低。未来的研究应通过开发更环保的催化剂、更温和的反应条件、更广泛的底物适应性以及更可行的策略来克服这些难题。特别是Pan及其团队首次实现的手性1,4-苯并二氧烷木质素的不对称合成方法为我们提供了重要启发[21,22]。
haedoxans的核心骨架手性1,4-苯并二氧烷4的逆合成分析如图1所示。首先,通过Mitsunobu偶联反应将手性1,4-苯并二氧烷4与手性环氧芳基烷基醚前体5连接。随后,通过第二次Mitsunobu反应将化合物5的醚键拆分为两个部分:环氧苯基醇6和酚7。此外,环氧物6可由piperonyl醛10通过HWE烯化反应和Sharpless不对称双羟基化反应依次制备得到。
这种不对称策略是构建haedoxans关键活性骨架的有效方法,为这类天然产物的不对称合成奠定了重要的理论基础。