四川大学最新Science

尽管立体糖苷在生命科学和材料科学中具有重要意义，但高效构建立体糖苷仍然是一个挑战。如果糖基化方法能像钯(Pd)催化的交叉偶联那样可靠和模块化，将会推动碳水化合物功能的研究。然而，Pd催化在形成sp2 -杂化碳中心方面表现优异，而糖基化主要是建立sp3 -杂化C-O键。

2023年11月23日，四川大学钮大文团队在Science 在线发表题为“Palladium catalysis enables cross-coupling–like SN2-glycosylation of phenols”的研究论文，该研究报道了一个糖基化平台，通过Pd催化SN2从苯酚转移到稳定的含芳基碘化物的糖基硫化物。

关键的Pd(II)氧化加成中间体从芳基化剂(Csp2亲电试剂)分化为糖基化剂(Csp3亲电试剂)。该方法继承了交叉偶联反应的许多优点，包括操作简单和官能团容纳性。它保留了各种底物的SN2机制，并适用于商业药物和天然产物的后期糖基化。

糖苷在药物化学、材料和生物科学中的应用得到了很好的认可，但通过糖基化合成糖苷的困难对探索其功能构成了实质性障碍。糖基化反应中的两种反应物—糖基供体和受体—通常结构复杂，产物的性质受到糖苷中心绝对构型的深刻影响。因此，一种理想的糖基化方法需要同时解决化学和立体选择性问题，这是合成中两个持续存在的挑战。

新的给体及其激活方法的引入推动了糖苷的合成。大多数报道的糖基化方法是在(Lewis)酸促进的条件下进行的，将糖基供体转化为氧羰基离子(等量的)，随后被受体捕获。这些技术是碳水化合物合成的基础，并允许制备复杂结构。然而，控制或预测立体选择性仍然是不容易的，因为糖基化机制经常在SN1/SN2连续体中发生变化，这取决于反应物的性质和反应参数。当需要不稳定的供体或苛刻的激活条件时，也会出现问题，使反应设置复杂化。在克服这些障碍的场所中，发展包括Yu组，其利用选择性金-炔相互作用；Jacobsen小组，研究轻度氢键催化；Miller基团，利用强大的Ca-F键形成能量;采用路易斯碱催化的Nguyen基团；以及利用卤素键催化的Codée、Takemoto和Loh基团，以及其他基于过渡金属催化的基团。作者已经报道了糖基供体的自由基活化。尽管取得了这些进展，但对于以简单和可预测的方式制备立体糖苷的方法仍然有很高的需求，这将继续推动机制和方法的进步。

背景和合成方法（图源自Science ）

Pd催化的交叉偶联反应固有的模块化和可靠性使其成为有机合成中不可或缺的工具。如果O-糖基化可以像Pd催化的交叉偶联一样直接和稳健，那么将极大地促进糖苷的下游探索。然而，Pd催化通常有效地激活和锻造sp2杂化碳中心，而糖苷键主要是sp3杂化C-O键。能够弥补这一差距并将Pd催化交叉偶联的力量引入糖苷合成领域的策略具有相当大的潜力。

该研究报道了一种从氧化加成(OA)开始的Pd催化SN2糖基化方法。这种方法的实用性在苯酚的一般和简单的SN2糖基化中得到了证明，这是O-糖苷合成中的一个突出挑战。该方法的通用性和温和性在几个单锅、多步骤、多组分反应中得到了进一步的证明。这项研究将为Pd介导的糖基化反应带来机遇，推动碳水化合物合成及其在各个领域的应用。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk1111

转自：“iNature”微信公众号

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