天然化合物全合成、结构修饰改造和构效关系研究
化学先生 / 2019-07-24
天然化合物全合成是天然产物化学与有机合成化学的交叉研究领域,对天然化合物的结构确定和解决活性化合物资源缺乏具有重要意义。
在天然产物化学研究的早期，全合成的目的主要是为了结构确证;随着分离和结构鉴定技术的进步,不断发现具有强活性的微量天然产物,解决具有潜在应用价值的微量活性天然化合物的来源已成为全合成研究的主要目的和动力。
复杂天然化合物结构的验证,以及绝对构型的确定往往离不开降解和合成研究,结构复杂的活性天然化合物的立体选择性高效全合成是目前有机合成化学中最富挑战性的研究内容之一。
在该领城,Corey 和Nicolaou小组的工作尤为突出,他们完成了许多复杂活性天然化合物的立体选择性全合成，如喜树碱、肾上腺素、白三烯、紫杉醇等。
近年来,借助酶催化反应的复杂活性天然化合物合成受到重视，尤其是关键步骤的合成反应。随着基因工程、重组DNA和酶克隆技术的发展,21世纪酶催化反应在复杂活性天然化合物全合成中将得到更广泛应用。
天然化合物结构修饰、改造和构效关系研究是通过化学和生物学等方法对活性天然化合物的结构进行衍生化、转化和活性测定,确定其结构中的活性和毒性部位及官能团,经过优化使毒性降低、活性和生物利用度提高，在应用中更加安全有效。天然产物结构修饰改造和构效关系研究是合理、安全、有效地利用活性天然产物的重要环节，处于天然产物的开发应用研究阶段,是天然产物化学与药物化学和应用化学研究的交叉领城，在基于天然产物化学研究的药物和生物农药的开发中一“ 直受到普遍重视。
目前，临床上使用的许多药物都是在天然产物结构基础上经修饰改造获得的“模仿"(metoo)和“优化" (me better)产物。对1981~2006上半年间全球上市新药的来源进行的统计分析结果为我们今后的新药研究提供了重要指导意见。
在所有药物中,小分子新化学实体药物占82%,其中的5%直接来源于天然产物，30%来源于完全全合成，剩下的47%介于两者之间，既非纯天然产物，又非全合成药物，包括了天然产物衍生物、类似物、模拟物等多种形式。因而对新药研发而言，天然产物的结构修饰和类似物、模拟物的合成是极其重要的研究内容，必须引起足够的重视。较详细内容请参阅第四章相关内容。
在未来的天然产物结构修饰改造和构效关系研究中，新方法和新技术的开发和应用尤为重要，与高效分离分析技术和高通量筛选技术相结合的天然产物组合化学和组合生物催化等现代高新技术的组合研究体系，具有广阔的研究和开发应用前最。
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