Phorbaketal A and derivatives were isolated by Rho et al. in 2009 from the Korean marine sponge Phorbas sp. and it exhibits cytotoxicity against human colorectal, hepatoma, and lung cancer cell lines. Phorbaketal A exhibit positive activity on calcium deposition test such as Alisarin Red assay. Therefore, the Phorbaketal A can be a drug lead for osteophorosis. The total synthesis of Phorbaketal A can contribute to the key pathway of the synthesis of analogues for SAR study. Phorbaketal A possesses an unprecedented structure that is novel spiro[5,5]ketal fused to a hydrobenzopyran ring. Phorbasone A and related compounds were also isolated by Rho et al. in 2011 from the same marine sponge. Since Phorbaketals and Phorbasones have unprecedented structural features through an interesting biosynthetic pathway as well as interesting bio-logical activities, we became interested in the total synthesis of these natural products.
We envisioned that the total synthesis of Phorbaketal A can be achieved through Au mediated cy-clization reaction of the precursor readily prepared from (R)-Carvone and Geraniol. The key step of this syn-thesis is Au(I) catalyzed intramolecular cyclization of diol and internal alkyne. The internal alkyne is activat-ed by the Au(I) catalyst and then, an alcohol attacks the alkyne. The resulting enol ether is activated by acid and then, the other alcohol attacks the activated carbon to synthesize spiroketal structure. The alkyne-diol key intermediate was synthesized by coupling of two fragments derived from (R)-Carvone and Geraniol us-ing Cu(I) catalyzed Sonogashira reaction. Another key strategy is selective oxidation of the exo olefin at B ring. This can be achieved by alcohol induced epoxidation after the coupling reaction. The free alcohol from the Carvone fragment is used for this reaction. Through these reactions, we can achieved the first total syn-thesis of Phorbaketal A very efficiently.
포바키탈 A와 그 유도체들은 2009년 군산대학교의 노정래 교수님 연구실에서 한국의 포바스라는 해면동물로부터 분리하였고, 이는 인간의 대장암, 간암, 폐암 세포들에게 세포독성을 가진다. 포바키탈 A는 또한, 알리자린 레드 시험 방법과 같은 칼슘 침적 시험 방법들에 대해 양성 반응을 보인다. 따라서, 포바키탈 A는 골다공증 치료제의 개발 단서가 될 수 있다. 포바키탈 A의 전합성 과정은 이러한 치료제 개발을 위한 구조-활성 연구용 유도체들의 합성의 중요한 길이 될 것이다. 포바키탈 A는 특별한 구조를 가지고 있는데, 이는 [5,5]키탈이 하이드로벤조파이란 고리에 붙어있는 구조이다. 포바존 A와 이와 관련된 물질들도 2011년 군산대학교의 노정래 교수님 연구실에서 같은 해면동물로부터 분리하였다. 포바키탈들과 포바존들이 공통된 흥미로운 생합성 과정을 통해 만들어지는 특별한 구조를 가짐과 동시에 흥미로운 생물학적 활성을 가지고 있었기에, 우리는 이러한 천연물들의 전합성에 관심을 갖게 되었다.
우리는 포바키탈 A의 전합성이 (R)-카르본과 제라니올에서부터 쉽게 얻어질 수 있는 전구체들로부터 금 촉매를 이용한 고리화 반응을 통해서 완성될 수 있을 것이라고 생각했다. 이 합성의 중요 단계는 금 촉매를 이용한 두 개의 알코올과 내부 알카인의 분자 내 고리화 반응이다. 이 반응에서 내부 알카인은 먼저 금 촉매에 의해 활성화 된 뒤, 하나의 알코올이 알카인을 공격하게 되면서 시작된다. 얻어진 엔올 에테르는 다시 산 촉매에 의해서 활성화 되고, 다른 알코올이 다시 한 번 공격하여 스피로키탈 구조를 합성하게 된다. 이 알카인-다이올 중요 중간체는 각각 (R)-카르본과 제라티올에서부터 얻어진 두 개의 조각들의 구리(I) 촉매를 이용한 소노가시라 반응이라는 짝지음 반응을 통해 얻을 수 있다. 또 다른 중요 전략은 고리 B에 있는 외부 올레핀의 선택적 산화 반응이다. 이는 짝지음 반응 이후, 알코올이 유도하는 에폭시화 반응을 통해서 완성된다. 이러한 반응들을 통해서, 우리는 아주 효율적으로 포바키탈 A의 첫 번째 전합성을 성공할 수 있다.
