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糖类化合物是一类重要的生物分子,在众多生理过程中扮演着至关重要的角色。然而,糖化学领域仍然依赖于使用多重保护基团或繁琐的合成路线制备结构明确的糖类化合物,大大降低了合成效率。目前,糖类化合物的修饰主要集中在糖的C1位置,而针对其他位点修饰应用于稀有糖的合成研究较少,主要存在两大挑战:一、糖类分子在化学结构上包含大量难以区分的O−H、C−H和C−O键,很难控制在单一位点修饰;二、糖基不同位点的化学环境存在较大差异,很难利用单一策略实现各类结构不同的糖基自由基的产生与应用。考虑到稀有糖在天然产物和活性药物中的重要应用,设计并开发适用于糖基上多个不同位点的官能团化的新型活化策略显得尤为重要(图1)。
图1 糖类化合物的位点选择性修饰 近日,中国科学院大学杭州高等研究院俞飚院士团队与张夏衡课题组合作利用4-四氟吡啶硫(SPyf)片段作为活化基团,在可见光促进下通过高效产生碳自由基,实现了糖基任一位点的官能团化修饰。通过一步安装这种活化基团,实现了对无保护的糖类和糖缀合物在C1、C5和C6位置的位点选择性官能团化。这种活化策略成功应用于靶向抗癌小分子药物Ibrutinib的无保护糖基化修饰以及β-环糊精的单一位点选择性修饰,进一步展示了该策略在复杂体系中的适用性(图2)。 图2糖类化合物位点多样性官能团化修饰 此外,作者对无保护的单糖分子进行顺序位点选择性官能团化,经四步反应高效率制备了糖基C1和C6分别官能团化修饰的新型碳苷类化合物(图3),该过程步骤简洁、无需进行保护基操作,进一步展示了该方法的高效性和选择性。 图3 无保护糖类的顺序位点选择性官能团化 综上,中国科学院大学杭州高等研究院俞飚院士团队与张夏衡课题组合作开发了糖类化合物位点多样性官能团化的新策略,不仅为实现糖类化合物的高效精准修饰提供了新思路,也为从廉价易得的糖类砌块出发快速构建结构新颖的稀有糖提供了新视角。 论文信息 Regiodivergent Functionalization of Protected and Unprotected Carbohydrates using Photoactive 4-Tetrafluoropyridinylthio Fragment as an Adaptive Activating Group Shen Cao, Haobo Zhang, Mingshuo Chen, Niming Zhu, Beibei Zhan, Peng Xu, Xiaoping Chen, Biao Yu, Xiaheng Zhang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202412436
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