
海參(Sea Cucumber)為棘皮門(Echinodermata)海參綱(Holothuroidea)無(wú)脊椎低等動(dòng)物,遍布淺海至八千米的深海海域,有上千種之多。少數(shù)海參是重要的傳統(tǒng)食物和藥物,每年消費(fèi)達(dá)四萬(wàn)噸。在被研究過(guò)的上百種海參中,都分離出了海參皂苷(又稱海參素)為其主要的次級(jí)代謝產(chǎn)物。這些代謝產(chǎn)物具有鮮明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),它們都具有羊毛烷型三萜的甙元和連接于甙元C3位的糖鏈。研究表明,海參皂苷具有抗腫瘤、抗癌、抗病毒和提高人體免疫力等生物活性,是一類有潛力被發(fā)展成為治療藥物的海洋天然產(chǎn)物。然而,這些化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣,難以分離獲取足量的純化合物,也因此難以開展深入的活性研究。人工合成是獲取這些復(fù)雜海洋天然產(chǎn)物的另一途徑,但是,面臨的是合成化學(xué)上的挑戰(zhàn)。
近期,生命有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室俞飚課題組完成了對(duì)海參皂甙Echinoside A的全合成,這是對(duì)海參皂甙的化學(xué)全合成的首次報(bào)道。

Echinoside A是一個(gè)典型的海參皂甙,其甙元為具有18(20)內(nèi)酯環(huán)的羊毛甾醇,即海參烷型三萜(holostane),而Δ9(11),12α,17α-羥基也是海參甙元中最常見的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);其四糖鏈以木糖與甙元相連,而該木糖單元的4位羥基被硫酸根取代,這也是海參皂甙中最常見的糖型。該化合物存在于數(shù)個(gè)品種的海參中,并表現(xiàn)出顯著的抗腫瘤活性。
俞飚課題組從工業(yè)可得的羊毛甾醇出發(fā),利用選擇性的C-H官能團(tuán)化引入了C12、C17、C18和C20的氧化態(tài);立體選擇性地重裝了邊鏈;實(shí)現(xiàn)了Δ8(9)-雙鍵到Δ9(11)-雙鍵的轉(zhuǎn)位。隨后,通過(guò)該課題組發(fā)展的一價(jià)金催化的糖苷化反應(yīng),分步安裝了四糖鏈,并完成保護(hù)基操作。最終,以線性最長(zhǎng)35步反應(yīng)、0.6%的總收率完成了對(duì)Echinoside A的全合成。至此,通過(guò)人工合成來(lái)獲取海參中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的皂苷分子已成為可能,這為深入研究這類海洋天然產(chǎn)物的生理活性開啟了一扇大門。
該工作由陳小平和邵笑飛等同學(xué)完成,已于近日在Angew. Chem. Int. Ed.(DOI: 10.1002/ange.201703610)在線發(fā)表。
該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科學(xué)院和科技部的資助。中國(guó)海洋大學(xué)的董平教授和第二軍醫(yī)大學(xué)的孫鵬教授提供了天然Echinoside A的對(duì)照樣品和核磁譜圖。
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