碳水化合物是很多糖缀合物的严重构成部份,它们在当然界中无处不在,并在不同的生物流程中表现着关键影响。尽管在脊椎动物聚糖中觉察的罕见单糖惟独9种,但在细菌中觉察了多种偶尔见或罕见的单糖。罕见糖也存在于种种生物活性当然产品和药物分子中(图1)。探索讲明,罕见糖机关时常对其药理活性相当严重,由于该机关能够提高生物行使率、效劳,或改良分子的药理特征。另外,由于大部份细菌糖缀合物中的罕见糖不存在于人体细胞表面,因而基于此罕见糖的合成关于新药觉察,希奇是关于疫苗的开辟具备严重的意义。图1.抉择的具备生物活性分子中的罕见糖机关但是,罕见糖的合成面对着很多挑战。现有的合成法子能够分为两类,从新合成以及从罕见单糖动身的合成法子。采纳罕见单糖合成罕见糖时,都邑不成防止地引入繁杂的庇护基团来辨别裂学处境几乎雷同的羟基,致使合成线路的繁杂化。而从新合成法合成能够管理取舍性的题目,但惟独特定类别的罕见糖能够被高效地合成。假若能经由实行特定场所的取舍性羟基翻转,就能够从罕见单糖动身对比高效的合成很多罕见糖。典范的羟基翻转法子包含酶法合成、化学酶法合成或许取舍性SN2反映。这些法子存在着不同的缺陷,包含繁杂的庇护脱庇护流程以及较低的取舍性或产率。几年前Waymouth课题组以及Minnard课题组进展了一种取舍性氧化-复原法子能够用于特定场所的羟基翻转,然则反映自己需求当量的氧化剂复原剂,就伴有着孕育了大批的废物。MIT的Wendlandt课题组近来进展了光催化的羟基翻转法子,胜利地运用到了裸糖上并合成了一系列的罕见糖(Nature,,,-,点击赏玩详细;J.Am.Chem.Soc.,,–)。普林斯顿的MacMillan课题组也进展了的一种光催化的化学法子,经由孕育硼酸酯实行了反式二醇到顺式二醇的变化(J.Am.Chem.Soc.,,93–98),并运用于罕见糖的合成或许当然产品的后润饰。同时,威斯康辛大学麦迪逊分校的WeipingTang课题组行使钌催化剂胜利实行了很多糖机关中的1,2-反式二醇到1,2-顺式二醇的变化,进而用简捷易患的罕见单糖合成了一系列罕见糖(图2)。该反映具备很好的地区取舍性和较普及的底物合用局限,与保守法子比拟合成线路越发简单,并取患有不错的反映收率。图2.本文策画的羟基翻转法子做家首先取舍glucoside底物1a做为模板底物对反映前提实行了优化(图3)。为了提高反映的收率,做家哄骗甲基硼酸,将产品顺式二醇庇护为硼酸酯,进而打垮了反映的均衡。在优化后的反映前提下,对应的羟基翻转产品mannoside2a能够以94%的产率拿到。反映的取舍性产生在邻位具备耸立键的蓝色羟基上,而另一邻位都为平伏键的羟基则不参加反映。但是该反映前提关于mannoside底物1b或许rhamnoside底物1c来讲并不合用。经由进一步地挑选,做家终究取舍了Shvo催化剂,并经由增进了甲基硼酸的量抵制副反映的产生,胜利以85%的收率拿到了对应的altroside产品2b以及6-deoxy-L-altroside产品2c。图3.优化的反映前提和催化剂在最优前提下,做家对该反映的底物局限实行了参观。如图4所示,一系列不同的罕见单糖均能经由这一变化得到对应的罕见糖。一些罕见的官能团或庇护基在反映流程中也能够得以保存。对应的产品在克级反映中也能够拿到较好的收率。做家进一步参观了三醇或许四醇,觉察仍旧能够以不错的收率拿到对应的产品。为了进一步显露该法子的运用代价,做家也试验了将该法子运用到二糖底物。二糖底物中的特定羟基一样也能够实行取舍性的翻转,进而得到含有罕见糖的二糖产品。这些底物显露了该法子在罕见单糖的合成以及繁杂多糖取舍性润饰上的潜在运用代价。图4.底物局限结尾,做家进一步显露了该法子在合成上的运用(图5)。在畴昔文件中报导的6-deoxy-L-Altp多糖的合成顶用到的中央体2c是从L-rhamnose动身,经由十步的变化,以37%的产率得到的。采纳本文新进展的羟基翻转计谋,从一样的质料动身,中央体2c的合成线路能够被撙节为5步,而且总收率能够提高至70%。由于该法子得到的终究产品为1,2-顺式二醇,而顺式二醇的取舍性庇护或取舍性糖基化能够有很便利的法子,因而该法子得到的产品能够直接运用到含有罕见糖的二糖或很多糖的合成中。比方在硼催化剂的催化影响下,对产品altroside的取舍性庇护或取舍性糖基化能够以较高的收率实行。该计谋能够用于一些当然产品或活性分子中寡糖侧链的合成。譬喻,从fucoside1l动身,经由本文的法子能够以80%的收率得到6-deoxy-L-guloside罕见糖,进一步取舍性的糖基化能够实行抗肿瘤抗生素分子Zorbamycin中的二糖骨架合成。图5.法子在合成上的运用小结该反映显露了糖骨架中反式二醇到顺式二醇的变化的新法子,进而实行了一系列的罕见糖的合成。该法子具备高度的地区取舍性,不单能够用于含有罕见糖的多糖合成,也能够实行二糖或多糖分子中特定糖骨架的后润饰。原文(扫描或长按
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