多環多異戊烯基取代酰化間苯三酚(polycyclic polyprenylated acylphloroglucinol,簡稱PPAP)是一類酰基間苯三酚母核和異戊烯基雜合形成的特色天然產物類群,且特異性的分布于廣義藤黃科(Guttiferae)植物之中。其核心骨架多為其它類型天然產物少見的橋環、螺環、金剛烷乃至更復雜籠狀環系等,而其結構中酰基的種類、異戊烯基的位置和數量、異戊烯基的氧化與環合、以及不同類型的次級環化(如aldol、Diels-Alder等)等造就了PPAP的多樣性和復雜程度。由于其獨特的結構、特異性的分布以及廣泛的生物活性,受到了植物化學、藥理學和有機合成化學等相關學科的高度關注,近年來已經成為了國際熱點研究方向。
圖1 天然PPAP的結構多樣性及可能的生源網絡圖
中國科學院昆明植物研究所植物化學與西部植物資源持續利用國家重點實驗室許剛研究組自2008年以來一直從事天然PPAP的結構與生物活性研究;先后完成了16種藤黃科金絲桃屬(Hypericum)和藤黃屬(Garcinia)植物種PPAP類天然產物的針對性研究。目前已發表15種/19個新骨架PPAP;并發現多個具有顯著生物活性的PPAP;以仿生合成的思路實現多種結構的轉化,并在此基礎上糾正了多種前人發表的錯誤結構。以第一通訊作者在“Chem. Commun.”和“Org. Lett.”(4篇)等雜志上發表相關研究論文23篇(學科top15%論文11篇);申報ZL4項;研究成果7次被 “Nat. Prod. Rep.”評為“研究熱點”;有力促進了天然PPAP的研究進展。
由于研究者的重視度不斷加強,加之儀器設備的更新以及研究方法學的突破,天然PPAP的研究在近10年取得了突飛猛進的進展。據統計,從1975年第一個天然PPAP(hyperforin)的結構被正式確定到2005年底30年的時間,所發現的天然PPAP僅119個;然而近10年來發現的數量已經超過了400個;更重要的是這些分子的活性和合成研究進展在近年來也取得了豐富的積累。然而由于這類成分結構復雜,以往的文獻中對其結構的確證有較多謬誤;相對其他天然產物類群而言,對其來源、結構乃至系統的認識也不夠全面。鑒于研究組在這一領域的貢獻,2016年10月化學領域權威綜述Chemical Reviews邀請研究組撰寫天然PPAP的評論綜述。
經過近一年時間的文獻調研、收集整理以及分析及撰寫,研究組完成了對天然PPAP的綜述論文并于2017年9月正式投稿;論文最終得到了同行評審專家的高度好評。目前該論文以“Research Progress of Polycyclic Polyprenylated Acylphloroglucinols”為題發表在Chemical Reviews上。文章不僅綜述了過去11年所報道的421個天然PPAP的結構和生物活性研究進展,還總結了部分2006年以前報道的PPAP的藥理學和全合成研究進展,并重點對相關文獻中的一些不妥之處提出了自己的觀點:
進一步修正了type C型PPAP的結構,證實了橋環型PPAP只有type A和B兩類,并提出了PPAP結構分類的新觀點(圖1):第I組:具有二環[3.3.1]母核的BPAP,包括type A, B和seco-BPAP三個亞類;第II組:籠狀PPAP,包括金剛烷和homo金剛烷類PPAP;第III組:其它類PPAP,新增由單環間苯三酚(MPAP)直接環化所形成的螺環類PPAP和通過分子內[4 + 2]環加成的復雜環系PPAP等。
對部分PPAP的相構型進行了批判性的評述和修正。尤其是針對橋環型PPAP的C-7位取代基的構型問題,通過大量的數據分析對比,修正了多個化合物的C-7位相對構型;并指出可能存在問題的14個化合物;同時還修正了近10個化合物其它位置的相對構型。在絕對構型方面,修正2個化合物的絕對構型并指出8個可能存在問題。
整合并統一了迄今為止所有PPAP中存在的同構異名(12個)和同名異構的結構(4個),并對部分化合物的俗名進行了重命名。
該論文為相關學科研究者提供了全面、準確的參考,并在PPAP的成藥性制約因素及改善、有機合成的挑戰方向等方面也提出了自己的觀點。
昆明植物研究所楊興偉副研究員為本論文的第一作者,許剛研究員為通訊作者,并得到了美國肯塔基大學Robert B. Grossman教授的支持。該工作得到了云南省基金(No. 2015FA032,2016FB017)、中科院“青促會”和“西部之光”,昆明植物研究所(KIB2017001)等項目的資助。
中國科學院昆明植物研究所重要類群植物化學及功能研究團隊許剛研究組長期從事天然多環多異戊烯基取代酰基間苯三酚類天然產物(簡稱PPAP)的研究工作,先后對近20種藤黃科植物中的PPAP類成分開展了深入的研......
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多環多異戊烯基取代酰化間苯三酚(polycyclicpolyprenylatedacylphloroglucinol,簡稱PPAP)是一類酰基間苯三酚母核和異戊烯基雜合形成的特色天然產物類群,且特異性......
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