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我国学者在Chemical Reviews上发表有关天然PPAP的研究综述

2018.2.26

  多环多异戊烯基取代酰化间苯三酚(polycyclic polyprenylated acylphloroglucinol,简称PPAP)是一类酰基间苯三酚母核和异戊烯基杂合形成的特色天然产物类群,且特异性的分布于广义藤黄科(Guttiferae)植物之中。其核心骨架多为其它类型天然产物少见的桥环、螺环、金刚烷乃至更复杂笼状环系等,而其结构中酰基的种类、异戊烯基的位置和数量、异戊烯基的氧化与环合、以及不同类型的次级环化(如aldol、Diels-Alder等)等造就了PPAP的多样性和复杂程度。由于其独特的结构、特异性的分布以及广泛的生物活性,受到了植物化学、药理学和有机合成化学等相关学科的高度关注,近年来已经成为了国际热点研究方向。

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图1 天然PPAP的结构多样性及可能的生源网络图

  中国科学院昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室许刚研究组自2008年以来一直从事天然PPAP的结构与生物活性研究;先后完成了16种藤黄科金丝桃属(Hypericum)和藤黄属(Garcinia)植物种PPAP类天然产物的针对性研究。目前已发表15种/19个新骨架PPAP;并发现多个具有显著生物活性的PPAP;以仿生合成的思路实现多种结构的转化,并在此基础上纠正了多种前人发表的错误结构。以第一通讯作者在“Chem. Commun.”和“Org. Lett.”(4篇)等杂志上发表相关研究论文23篇(学科top15%论文11篇);申报ZL4项;研究成果7次被 “Nat. Prod. Rep.”评为“研究热点”;有力促进了天然PPAP的研究进展。

  由于研究者的重视度不断加强,加之仪器设备的更新以及研究方法学的突破,天然PPAP的研究在近10年取得了突飞猛进的进展。据统计,从1975年第一个天然PPAP(hyperforin)的结构被正式确定到2005年底30年的时间,所发现的天然PPAP仅119个;然而近10年来发现的数量已经超过了400个;更重要的是这些分子的活性和合成研究进展在近年来也取得了丰富的积累。然而由于这类成分结构复杂,以往的文献中对其结构的确证有较多谬误;相对其他天然产物类群而言,对其来源、结构乃至系统的认识也不够全面。鉴于研究组在这一领域的贡献,2016年10月化学领域权威综述Chemical Reviews邀请研究组撰写天然PPAP的评论综述。

  经过近一年时间的文献调研、收集整理以及分析及撰写,研究组完成了对天然PPAP的综述论文并于2017年9月正式投稿;论文最终得到了同行评审专家的高度好评。目前该论文以“Research Progress of Polycyclic Polyprenylated Acylphloroglucinols”为题发表在Chemical Reviews上。文章不仅综述了过去11年所报道的421个天然PPAP的结构和生物活性研究进展,还总结了部分2006年以前报道的PPAP的药理学和全合成研究进展,并重点对相关文献中的一些不妥之处提出了自己的观点:

  进一步修正了type C型PPAP的结构,证实了桥环型PPAP只有type A和B两类,并提出了PPAP结构分类的新观点(图1):第I组:具有二环[3.3.1]母核的BPAP,包括type A, B和seco-BPAP三个亚类;第II组:笼状PPAP,包括金刚烷和homo金刚烷类PPAP;第III组:其它类PPAP,新增由单环间苯三酚(MPAP)直接环化所形成的螺环类PPAP和通过分子内[4 + 2]环加成的复杂环系PPAP等。

  对部分PPAP的相构型进行了批判性的评述和修正。尤其是针对桥环型PPAP的C-7位取代基的构型问题,通过大量的数据分析对比,修正了多个化合物的C-7位相对构型;并指出可能存在问题的14个化合物;同时还修正了近10个化合物其它位置的相对构型。在绝对构型方面,修正2个化合物的绝对构型并指出8个可能存在问题。

  整合并统一了迄今为止所有PPAP中存在的同构异名(12个)和同名异构的结构(4个),并对部分化合物的俗名进行了重命名。

  该论文为相关学科研究者提供了全面、准确的参考,并在PPAP的成药性制约因素及改善、有机合成的挑战方向等方面也提出了自己的观点。

  昆明植物研究所杨兴伟副研究员为本论文的第一作者,许刚研究员为通讯作者,并得到了美国肯塔基大学Robert B. Grossman教授的支持。该工作得到了云南省基金(No. 2015FA032,2016FB017)、中科院“青促会”和“西部之光”,昆明植物研究所(KIB2017001)等项目的资助。



中科院昆明植物研究所
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