远程导向基团控制糖苷化立体选择性

作为维系生命活动的重要生物分子，糖不仅是最重要的供能物质，而且是分子识别、信号传导和免疫调节等生命过程的关键因素。单糖是糖分子的基本单元砌块，相互之间通过糖苷键相连。而糖苷键具有α和β两种不同的构型，能显著改变分子的空间结构，对生物活性和功能具有重大影响。因此如何在糖苷化反应过程中控制糖苷键的立体构型，一直是糖化学的重点和难点所在。特别是对于活性糖分子中常见的2-脱氧糖或者2-氨基糖（一般由2-叠氮糖转换得到）砌块，目前还没有较好地控制其糖苷键构型的通用型方法。

图1. PTFAI介导的α糖苷化和DPPA介导的β糖苷化

近期，中国药科大学的李微（点击查看介绍）课题组利用N-phenyltrifluoroacetimidoyl (PTFAI) 和2-diphenylphosphinoyl-acetyl (DPPA) 这两种基团（图1），分别通过远程导向以高立体选择性实现了多种糖基的α和β糖苷化。PTFAI实际上是由上海有机所的俞飚课题组于2001年发展的一种糖苷化离去基团，被广泛应用于催化糖苷化中。李微课题组发现其PTFAI的亚胺基团可以远程进攻糖的异头位，形成一种相对稳定的桥环中间体从而屏蔽糖环同侧，使得受体只能从另一侧进攻而得到单一的α糖苷。而DPPA则是一种带有膦氧官能团的优良氢键受体，具有中性且干扰少等优点，可以通过分子间氢键将受体牵引至同侧，然后从同侧进攻糖的异头位得到单一的β糖苷。这两种反应机制通过低温核磁、对照实验等手段得到了验证。

图2. 代表性底物展示

PTFAI和DPPA都适用于催化类型的糖苷化反应，在高位阻、缺电子和刚性结构的多种不良受体上，均表现出了优良的立体选择性和产率，具有不错的底物适用性。它们不仅能够用于活性糖分子中常见的葡萄糖、半乳糖、甘露糖、2-脱氧糖和2-氨基糖等单糖砌块的糖苷化构型控制，而且是少有的能够适用于寡糖给体糖苷化的方法，对复杂糖分子的汇聚式合成有着重要作用。两种基团都容易制备和引入，且能够在温和条件下进行选择性脱除，与多种常见保护基具有良好的正交性，适用于糖分子的多种合成策略，具有不错的应用前景。

研究成果分别发表在Angewandte Chemie International Edition ^[1] 和Chinese Journal of Chemistry (Breaking Report) ^[2] 上，文章第一作者是中国药科大学的博士研究生刘相来和硕士研究生宋莹莹。

1. 原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

More than a Leaving Group: N‐Phenyltrifluoroacetimidate as a Remote Directing Group for Highly α‐Selective 1,2‐cis Glycosylation

Xianglai Liu, Yingying Song, Ao Liu, Yueer Zhou, Qian Zhu, Yetong Lin, Huiyong Sun, Kaidi Zhu, Wei Liu, Ning Ding, Weijia Xie, Haopeng Sun, Biao Yu, Peng Xu, Wei Li

Angew. Chem. Int. Ed. 2022, DOI: 10.1002/anie.202201510

2. 原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

2-Diphenylphosphinoyl-acetyl as a remote directing group for the highly stereoselective synthesis of β-glycosides

Xianglai Liu, Yetong Lin, Ao Liu, Qianhui Sun, Huiyong Sun, Peng Xu, Guolong Li, Yingying Song, Weijia Xie, Haopeng Sun, Biao Yu, Wei Li

Chin. J. Chem. 2022, 40, 443-452, DOI: 10.1002/cjoc.202100865

导师介绍

李微

https://www.x-mol.com/university/faculty/82484