(一)Ellipticine全合成:
奧克羅木(Ochrosia),南美紅豆杉(Aspidosperma),馬蹄花(Tabernaemontana)
與 馬 錢 (Strychnos ) 這 類 夾 竹 桃 科 ( Apocynaceae ) 的 植 物 中 存 在 某 些 結 構 為 6H-pyrido[4,3-b]carbazole 的天然物(Fig. 1.1),此類天然物的結構為carbazole與pyridine
的併環,例如ellipticine(1a,橢圓玫瑰樹鹼,在 5 與 11 碳上各有一個甲基)、
9-methoxylellipticine (1b)、olivacine(1c)。在一些動物及人類身上,這些天然物已被 證 實 具 有 抗 癌 的 功 效 。 另 外 , 9-hydroxyellipticine ( 1d )、 elliptinium ( 2 , 2-methyl-9-hydroxyellipticinium acetate ) 也 於 臨 床 上 用 以 治 療 急 性 骨 髓 白 血 病
(myeloblastic leukemia)、乳癌等疾病1。
NH
Ellipticine學名為 5,11-dimethyl-6H-pyrido[4,3-b]carbazole,於 1959 年第一次由 Goodwin教授等人從Ochrosia elliptica Labill植物葉片中單離出來2。Ochrosia elliptica Labill是一種小型熱帶常綠樹,屬於夾竹桃科的植物,盛產於美國佛羅里達州,在澳洲、
阿達曼群島與一些太平洋島嶼中也可見其蹤跡。之後ellipticine及其衍生物也在許多其他 的植物中被發現。
1959 年,Woodward教授等人第一次將ellipticine的結構建立出來3,並完成了第一篇 的全合成。他們將吲哚與 3-acetylpyridine進行縮合得 4,接著以鋅與醋酸酐在迴流下進 行反應,產物 5 在高溫真空下裂解而得ellipticine,但產率僅 2 %(Scheme 1.1)。
Scheme 1.1. by R. B. Woodward et al. (1959)
NH 的部分。另外, Gribble教授等人則將 1977 年至 1984 年關於ellipticine以及其部分衍生 物的全合成整理分為八類,虛線代表合成pyridocarbazole骨架的關鍵鍵結(Fig. 1.2)。 Fig. 1.2. Synthesis Strategy of Ellipticine
A B C D
另外,Gribble 教授於 1991 年時再將其多年合成 ellipticine(1a)、9-methoxylellipticine
並發表回顧性的文章。
以下依Gribble 教授所分類的方法簡介部分合成 ellipticine 的方法:
NH
N Strategy I
1964 年 Stillwell 與 Woodward 合成出一個傳統製 6H-pyrido[4,3-b]carbazole 骨架的方 法,便是以此策略進行(Scheme 1.2)。此合成以decahydroisoquinol-6-one(6) 行 Fischer indolization 而得 7,產率 82 %,但由於最後以 Pd / C 脫氫反應的步驟產率很低,故此法 未有實際應用價值。
Scheme 1.2. by R. B. Woodward et al. (1964)
N
NO2 Scheme 1.5. by Bisagni et al. (1979)
NH
N Strategy III
Cranwell 等人利用己二酮與吲哚生成 16 並進一步獲得 17,最後環合 D 環成
ellipticine。以此策略為合成方法最後的中間體多與 17 相近。
NH Scheme 1.6. by Cranwell et al. (1962)
R
N Scheme 1.8. by Kano et al. (1981)
21 22 23
Scheme 1.9. by Kutney et al. (1982)
NH
N Strategy VII
1984 年 Moody 等人利用 27 進行環加成反應,此結果會產生兩種異構物(ellipticine 與isoellipticine)。(Scheme 1.10)
NH N Scheme 1.10. by Moody et al. (1984)
H2N
HOOC
NH Scheme 1.11. by Husson et al. (1981)
28 29 30
31
另外值得一提的是,Ghosez 教授於 1985 年以一特別的方法合成咔唑,並利用此法 形式合成 Ellipticine。如 Scheme 1.12 所示,35 經加熱可環合成化合物 36 此一具 pyridocarbazole 骨架的分子。
Scheme 1.12. by Ghosez et al. (1985)
NH
(二)Tacamonine 合成研究:
Tacamine 38 Tacamonine Eburnamonine
2 3
Tacamonine首度於 1984 年由Beek等人5從T. eglandulosa的葉子(生長在中非森林的 小型藤本植物,夜晚開花,薩伊地區的住民以其根部治療毒蛇的咬傷)以乙醇萃取並單 離出來,Beek當時共分離出了二十二種生物鹼,而其中十二種為新的未知物。然而較意 外的是早於 1982 年Levy已經合成此化合物6。目前為止有五組人發表tacamonine的全合 成7。分列如下: Scheme 2.1. by K. Fukumoto et al. (1994)
H
另外,Lounasmaa 的團隊花了數年時間合成出 tacamonine(Scheme 2.2),對於 3 位
上的三極碳作了許多異構化的研究。
Scheme 2.2. by M. Lounasmaa et al. (1998)
2001 年 Bosch 教授以 Lounasmaa 於 1982 年合成出的中間體為起始物,再經八個合 成步驟取得tacamonine,如 Scheme 2.3 所示。
2 steps Scheme 2.3. by J. Bosch et al. (2001)
同年,Lesma教授不對稱合成tacamonine,如Scheme 2.4所示。 Scheme 2.4. by G. Lesma et al. (2001)
本實驗室於2002 年發表 tacamonine 的全合成(Scheme 2.5)。
另外,本實驗室又嘗試以對稱的概念合成tacamonine8,雖得異構物12-epitacamonine
及3-epitacamonine(Scheme 2.6),但由此工作我們得知E環上的兩邊碳鏈不能是自由的,
3 steps 3 steps
Scheme 2.6. by T.-L. Ho et al. (2001)
tryptamine