元素百科介绍中国科学院上海有机研究所复杂聚酮天然产品仿生合成领域的进展。卡杀菌素家族于20世纪60年代至70年代从紫黑链霉菌、灰褐链霉菌、娄彻氏链霉菌转卷变种（Streptomyces rochei var. volubilis）聚酮肽杂合类抗生素分离在发酵液中，大环内酯结构为17元。生物活性试验表明，该家族的天然产物对多种革兰氏阳性菌有生长抑制作用，在体内也有很强的抗肿瘤活性，其作用机制最近被证明与抗微管类药物紫杉醇相似。Lankacidin A(sedecamycin、西地霉素)已广泛应用于猪密螺旋体痢疾（Swine dysentery, SD）预防和治疗。该家族的天然产物可以杀死布氏锥虫和伯氏疏螺旋体，预计将应用于预防和控制非洲锥虫病和莱姆病等人畜共患寄生虫病。广泛而重要的生理活性使兰卡杀菌素成为新一代抗生素。兰卡杀菌素家族的天然产品可以通过生物发酵获得，但由于其化学结构对酸碱敏感，限制了基于后期化学衍生化的半合成策略的实施，难以进一步研究结构关系。因此，高效合成路线的发展尤为重要。多年来，许多国际研究小组一直致力于lankacidins的合成研究，Kende小组于1993年首次实现lankacidins C的全合成路线冗长(线性最长34步，总共46步)。2000年，Williams团队完成了脱羧家族成员lankacyclinol的全合成(线性最长25步，总共39步)。
中国科学院上海有机化学研究所天然产品有机合成化学院重点实验室洪然研究组完成了兰卡杀菌素家族lankacidinol和lankacyclinol的仿生全合成。受生物合成路径中独特的环形建设策略的启发，研究团队采用预置C3、C18位氧化态和氮原子替代基的Manich环形建设策略，针对现有化学合成策略中C3碱基氧化态调整和保护基操作过于繁琐的问题，设计并使用四个可以从商业原料中快速获得的手动模块，通过可靠的六步反应，长链亚胺前体大规模制备克级。在早期分子间模型反应探索的最佳条件下，该化合物在非极性溶剂中建立热解平衡，产生的N-酰共轭亚胺中间体被长链碳端的B-酮-d-对目标分子核心结构的C2-C18键进行三维选择性捕获。通过仔细优化去除硅基保护基的条件，可以有选择地合成两种天然产品，在此过程中首次发现lankacidinol在酸性条件下C7-OH的立体选择性1、5-转位平衡。通过仔细优化去除硅基保护基的条件，可以有选择地合成两种天然产品，在此过程中首次发现了酸性条件下C7-OH的三维选择性1、5-转位平衡。仿生合成的完成为进一步探索生物合成机制和结构关系提供了强有力的支持。
研究成果最近发表在JACS上，得到了国家自然科学基金委员会、上海市科学委员会、中国科学院前沿科学重点研究项目和中国科学院战略试点技术专项（B类）的支持。
