大环二萜类化合物

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第312页（2877字）

大环二萜类化合物是20世纪60年代后，在松脂、烟草和海洋生物体中发现的一类含有4个异戊二烯结构单元和14元碳环的天然产物。

这类化合物结构新颖、品种繁多，而且大多具有明显的抑菌、细胞毒性、抗肿瘤及调节植物生长等生物活性。因此，引起了人们的极大兴趣，是当前国际上研究的热门课题之一。开展这类化合物的分离、结构鉴定、合成及生物活性等的综合研究，无疑对合理开发利用生物资源、发展国民经济和科学事业都有重要意义。

这类化合物的基本骨架为1，其中化合物2和3是最早分别从松脂和烟草中分离鉴定的此类化合物的典型代表。

这类化合物除存在于松脂、烟草等植物中外，还存在于某些动物体中。70年代后，随着海洋天然产物研究的广泛开展，从海洋生物(如软珊瑚、海扇、海藻等)中发现了许多结构新颖、复杂并且具有重要生物活性的大环二萜类化合物，如Asperdio1(4)、Crassin acetate(5)、Sinulariolide(6)、Pukalide(7)等。

从我国南海海洋生物如软珊瑚中也已分离鉴定出数种大环二萜类化合物。目前已知的这类化合物已有百余种，且其数目还在不断增加。

就其结构而言，有较简单的烃类和醇类，也有结构相当复杂、含多个手性碳的多官能团化合物。

这类化合物的全合成研究工作从1975年开始已陆续开展，1985年以后得到了迅速发展，已成为国际上非常活跃的研究领域，许多着名的有机合成化学家、近20个研究小组参与该领域的研究工作。全合成的关键是如何有效地建立14元碳环，环化方法的选择决定着全合成的策略。合成过程中正确选择合适的保护基团，对于实现预期目标也是非常重要的。

目前用于大环二萜类化合物合成的环化方法主要有如下几种：(1)经典的碳碳键形成方法，如分子内亲核取代反应(其中包括硫稳定的碳负离子和腈基稳定的碳负离子的烷基化)，分子内酰基化反应、分子内Horner-Emmons反应；(2)通过分子内重排的间接环化方法有环扩大法和环缩小法；低价金属(如Ti(O)，Ni(O)，Pd(O)，Cr(Ⅱ))诱导的分子内偶联；(3)其它方法，如自由基环化、羟醛缩合环化法也已用于大环二萜类化合物的全合成中，有关这些方法的情况已有综述文章报道。

在这类化合物的全合成方面，马歇尔(J．A．Marshall)研究小组做了大量开创性的研究工作，采用了新试剂，新反应以及有效的合成策略，相继完成了4种结构较复杂的大环二萜化合物的不对称合成，为此类化合物的合成积累了大量有意义的经验。其它研究小组如特乌斯(M．A．Tius)，麦克默里(J．E．McMurry)等也做了不少有意义的工作，取得了可喜的成果。

中国对大环二萜类化合物的全合成研究起步较晚。

兰州大学李裕林研究小组从1987年起开展了这类化合物的全合成研究工作，近期已取得了较大进展。以低价钛诱导的二羰基化合物的分子内偶联环化反应作为关键步骤，成功地合成了具有抗肿瘤活性的Sarcophytol-B，Sarco phytol-A苄醚衍生物，SarcophytolM，Isosarcophytol-A及白蚁信息素Cembrene-A及其异构体Cembrene-C，脱氢Cembrene-C。

上述合成产物除CembreneA是提供新的合成方法外，其余6种均属首次合成。中山大学曾陇梅研究小组也已开展这类化合物全合成工作。

首次成功地合成出肉芝软珊瑚素(Sarcophine)。截止目前，已有近30种大环二萜类化合物的全合成相继完成，部分全合成目标分子的名称、结构列于下表：

随着研究工作的逐步深入，天然资源中微量、超微量大环二萜类化合物的分离、鉴定和生测工作必然要提到日程上来，还会发现许多结构新颖，并且有重要生物活性的大环二萜类化合物，为全合成提供模型。在这类化合物的全合成方面，光学活性纯化合物的合成方法研究将受到更多的重视，包括不对称合成，动力学拆分、手性源途径和酶促合成等。此外这类化合物的生源合成和仿生合成也是值得研究的课题。

随着全合成研究工作的深入开展，将给新试剂、新反应和新方法的发现以巨大的推动力。随着这类化合物简便通用有效合成方法的建立，类似物的合成及构效关系的研究工作也将蓬勃开展，这是发现新药的重要途径，具有广泛的应用前景。

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【参考文献】：

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(兰州大学有机化学研究所李裕林教授、李瀛副教授、李卫东博士撰)