在海洋天然产物的研究领域，去甲花群海葵碱作为一类具有独特七环缩酮骨架的海洋生物碱，因其在抗骨质疏松、抗炎、抗转移等多种生物活性方面的潜力而备受关注。然而，由于其复杂的结构和有限的来源，去甲花群海葵碱的合成一直是一个巨大的挑战。
复旦大学药学院孙域课题组在《美国化学会志》上发表的研究成果，通过创新的光化学反应技术，实现了去甲花群海葵碱的高效合成，为这一领域的研究和应用带来了革命性的进展。
研究背景
钯基催化剂在石化炼制、有机合成和废气净化等多个工业过程中发挥着关键作用。但是，由于硫化物等毒化物的影响，这些催化剂容易失活，限制了它们的长期应用。传统的Pd催化剂再生方法需要高温和高纯度氢气处理，这既不安全也不经济，且再生后的催化性能往往难以恢复到理想水平。
研究进展
孙域课题组的研究团队通过深入分析去甲花群海葵碱的结构特点，巧妙利用天然产物潜在的对称性因素，设计了一种去对称化合成策略，并原创性地开发了光促进的6π电环化去芳构化反应。这一策略不仅简化了合成步骤，还提高了合成效率和产物的立体选择性。
代表性花群海葵碱类海洋天然产物及其活性（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
光促进的6π电环化去对称化去芳构化反应的开发（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
C9-C22位连续季碳中心的构建策略（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
在解决C9-C22位连续季碳中心的构建这一合成难点时，团队成员通过打造“非天然”的顺式骨架，并利用多种光化学反应技术，实现了骨架的高效连接、切断与扭转。最终，在新策略、新反应、新技术的加持下，孙域课题组实现了去甲花群海葵碱类海洋天然产物的高效、简洁合成，其合成步骤仅需16 步，较现有路线36-47 步显著缩短，且合成总效率最高（5.4% vs 0.0069-3.5%），合成规模最大（>0.2g），较现有工作具有明显优势。
该工作与现有工作在合成步骤方面的比较（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
研究亮点
- 光化学反应的创新应用：课题组利用光化学反应技术，显著提高了合成效率和产物的立体选择性。
- 去对称化合成策略：通过利用天然产物潜在的对称性因素，课题组设计了一种新颖的去对称化合成策略，极大地简化了合成过程。
- 合成效率的显著提升：新合成路线仅需16步，较现有路线36-47步显著缩短，且合成总效率最高（5.4% vs 0.0069-3.5%），合成规模最大（>0.2g）。
研究意义
孙域课题组的研究成果不仅为花群海葵碱类天然产物的家族化合成提供了新的方法，而且为后续的构效关系研究、靶点发现与活性筛选创造了有利条件。这一研究有望对此类珍稀海洋生物碱的开发与应用产生显著的积极影响，推动海洋天然产物在药物研发中的应用。
文献信息
文献标题：Concise Synthesis of Norzoanthamine Enabled by a Set of Photochemical Transformations
作者：Yuchen Sun, Xiao Zhang, Fuyin Jiang, Mengling Zhang, Wanru Wu, Yu Sun
发表期刊：Journal of the American Chemical Society
DOI：10.1021/jacs.4c14081
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.4c14081
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