Angew. Chem. :肽基核苷类抗生素Miharamycin B的首次全合成

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肽基核苷类抗生素(PNAs, peptidyl nucleoside antibiotics)一般由核心糖骨架、碱基和氨基酸侧链三种结构单元构成。在当前创新抗菌药物管线日趋枯竭和耐药菌威胁日益严峻的背景之下,PNAs复杂多样的结构特点和优异的活性使其成为新型抗生素研发的创新源泉。


Miharamycins(A and B) 和amipurimycin 是两种结构相关的天然产物类PNAs,最早于二十世纪六七十年代由日本科学家分别从Streptomyces novoguineensis 和Streptomyces miharaensis的发酵物中分离得到。该类天然产物不仅拥有优异的对抗稻瘟病活性(10至20 ppm有效浓度),而且具有良好的抗细菌、真菌和抗病毒活性。该类天然产物含有2-胺基嘌呤碱基和复杂的九碳吡喃糖基氨基酸核心(可以视作修饰取代的D-阿洛糖),除了装载不同的氨基酸侧链(cispentacin和arginine及N5-hydroxyarginine)之外,其中miharamycins以独特的四氢呋喃并吡喃糖环区别于amipurimycin。Miharamycins良好的生物活性和复杂的分子结构吸引了众多科学家尤其是合成化学家的研究兴趣,但是关于miharamycins的全合成至今尚未见文献报道。



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兰州大学王晓磊-刘剑课题组致力于功能性糖类化合物的合成与修饰研究。[1–3]近日该团队分别以20步和18步实现了miharamycin B 及其生物合成前体的首次不对称全合成。[4]目前关于PNAs的全合成研究一般采用天然糖类手性源,依赖于保护基策略的大量运用,对氨基酸侧链锚点处手性胺基的构建也缺乏更好的方案。该团队巧妙设计了通用和选择性可控的de novo单糖合成路线(从头合成策略),以简单Garner’s醛为起始原料既解决了氨基酸侧链的手性构筑挑战,又实现了吡喃糖核心骨架的手性连续诱导。作者通过关键的Achmatowicz重排反应合成复杂的3’-支链吡喃糖环前体,通过钯催化的N-糖苷化引入碱基,通过分级氧化态调整实现吡喃糖手性羟基的引入。

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该研究成功开辟了一条C-3支链吡喃糖类化合物合成的新途径,可用于miharamycins和amipurimycin类天然产物的全合成研究。该路线良好的兼容性也为该类PNAs的药物化学研究提供了新的思路。

[1] T. Guo, X. Yan, H. Cao, L. Lu, L. Gao, S. Tang, J. Liu, X. Wang, ChemRxiv 2022, DOI 10.26434/chemrxiv-2022-s2p4k.

[2] X. Yan, F. Feng, L. Zhou, L. Chen, S. Tang, J. Liu, F. Cai, X. Wang, Sci China Chem 2021, 64, 552–557.

[3] M. Wu, Q. Jiang, Q. Tian, T. Guo, F. Cai, S. Tang, J. Liu, X. Wang, Ccs Chem 2022, DOI10.31635/ccschem.022.202101621

[4] W. Huang, S. Fan, J. Gao, S. Luo, S. Tang, J. Liu, X. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, DOI 10.1002/anie.202204907.

文信息

Total Synthesis of Complex Peptidyl Nucleoside Antibiotics: Asymmetric De Novo Syntheses of Miharamycin B and Its Biosynthetic Precursor

Dr. Wenjun Huang, Dr. Shuai Fan, Dr. Jiahui Gao, Prof. Dr. Shangwen Luo, Prof. Dr. Shouchu Tang, Prof. Dr. Jian Liu, Prof. Dr. Xiaolei Wang


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202204907




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