糖类化合物选择性 O–芳基化

Carbohydrate aryl ethers are not only important ligands for transition metal but also essential components in many bioactive molecules and medicines. However, challenges in their synthesis are always related to selectivity including both anomeric stereoselectivity (controlling whether α or β form in the arylation of C1-OH) and regioselectivity (arylation of other secondary OHs with minimum difference in reactivity). The existing methods in synthesis of phenolic glycosides suffer from some drawbacks such as inefficient synthesis for 1,2-cis phenolic glycosides. Besides, site-selective O-arylation of carbohydrates is not well-documented. Based on previous results in selective O-arylation of carbohydrates, first we would like to explore α/β-selective arylation of C1-OH in carbohydrates to synthesize 1,2-cis phenolic glycosides; second we would like to explore potential of transition-metal catalysts (Cu, Pd, and Ni) in site-selective O-arylation of carbohydrates by tuning properties (steric and electronic) of ancillary ligand. These proposed methods will promote the application of carbohydrate aryl ethers in fields such as medicine and ligand design, and would be important complementary methods in site-selective modification of carbohydrates.

糖类化合物的芳基醚不仅可作为金属催化配体，还是许多生物活性分子和药物的重要组成部分。然而，这类化合物的合成一直面临着挑战：C1-位羟基的芳基化面临α/β-选择性的问题，而糖骨架上其他位置羟基（例如：C2-位、C3-位和C4-位羟基）的芳基化则面临区域选择性的问题。现有的关于C1-位羟基芳基化合成芳基氧苷的方法存在局限性（例如：不能有效合成1,2-顺式芳基氧苷等），而关于其他位置羟基的位点选择性O-芳基化的报道极少。在此背景下，本项目拟在已取得的糖类化合物选择性O-芳基化的研究基础上，首先探究糖类化合物C1-位羟基的α/β-选择性O-芳基化，发展1,2-顺式芳基氧苷的合成方法；其次拟采取配体调控策略，探究铜、钯和镍等过渡金属催化剂在糖类化合物位点选择性O-芳基化中的应用。这些方法的实现将会推动糖类芳基醚类化合物在药物研发、配体设计等领域的研究与应用，同时也是对糖类化合物选择性修饰的重要补充。

碳-连接的糖缀合物是一类重要的化合物，在很多生物过程和药物研究中扮演者重要的角色。利用糖基自由基中间体合成这类化合物是化学家一直青睐的一个研究方向，主要是因为自由基反应具有反应条件温和、高立体选择性和官能团兼容性好等优点,但在水相中实现有价值的水溶性糖缀合物的合成依旧是糖基自由基化学面临的一个挑战。在已报道的糖基自由基参与的合成碳苷的方法中，普遍存在着糖基自由基供体本身对水敏感或者反应体系与水相不兼容的问题,这些问题的存在使得在水相中合成重要的水溶性糖缀合物变的非常困难,设计一种新的糖基自由基前体并且发展出相应的反应体系来克服这些存在的问题具有非常重要意义。在国家自然科学基金青年项目的支持下，项目负责人开发了新型糖基化试剂糖基亚砜。负责人以该试剂作为糖基自由基的前体，建立了一种水相兼容的糖基化反应体系，成功实现了一系列复杂碳-连接的糖缀合物（包括糖-药物缀合物、糖肽模拟物和糖-DNA缀合物等）的合成。该方法高效、操作简便、条件温和，底物适用性良好，具有较好的官能团兼容性，可以应用于复杂生物分子的合成后糖基化修饰。为含糖类药物的研发和糖生物学功能的研究提供了一种有效的合成工具。