CCS Chemistry | 上海交通大学朱峰课题组:光诱导钴催化糖基醛还原加成:C-羟甲基糖苷…

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近日,上海交通大学朱峰课题组报道了钴催化糖基醛与芳基碘代物的立体发散性耦合,该反应官能团耐受性好、底物范围广,可用于天然产物类似物和前体分子的合成,进一步通过DFT计算解释了反应立体选择性的来源。本研究为C-羟甲基糖苷的立体选择性合成提供了新方法。

背景介绍:

C-糖苷化合物因其稳定的C-C糖苷键特性,在药物研发领域展现出显著优势。其中,C-羟甲基糖苷兼具结构稳定性和羟基可修饰性,成为突破传统糖苷"活性-稳定性"平衡难题的关键结构。以抗流感明星分子为例:R-构型羟甲基C-甘露糖苷的病毒抑制活性(HAI=31 nM)不仅是O-糖苷的2倍,更是其S-异构体的200倍,凸显立体构型对药效的精准调控作用。然而现有合成方法面临立体控制不足、底物适应性有限等挑战,亟需发展新型立体可控合成策略。

图 1. 研究背景

本文亮点:

上海交通大学变革性分子前沿科学中心朱峰课题组整合光氧化还原催化与钴催化体系,成功开发了一种高效的不对称催化合成方法。该方法实现了芳基碘化物与糖基醛的选择性还原加成反应,从而构建了立体发散性的C-羟甲基糖苷合成平台。本研究的创新在于首次系统性地将糖基醛作为手性烷基醛应用于不对称催化反应,创造性解决了糖类分子固有的立体结构挑战;通过精确调控反应条件,实现了两种立体异构体的可控制备,为复杂糖类衍生物的立体选择性合成提供了新思路;发展的催化体系兼具高效性和可持续性特点,为重要生物活性分子C-糖苷的多样性合成开辟了新途径。该研究成果为基于糖结构的创新药物研发提供了强有力的合成工具,具有重要的科学意义和应用价值。

图2. 研究内容

总结与展望:

综上所述,本文一种基于光诱导钴催化的不对称合成新方法,成功实现了糖基醛与芳基碘化物的高效偶联。该工作构建了一个操作简便、立体可控的C-羟甲基糖苷合成平台。本研究成功构建的催化体系具有以下显著特征:在温和反应条件下展现出优异的底物普适性,可高效兼容各类五碳糖和六碳糖骨架,同时保持出色的反应效率与立体选择性控制。其创新性主要体现在:(1)羟甲基立体中心的构建完全独立于芳基底物结构,仅需调控手性配体构型即可实现对两种对映异构体的精准合成;(2)通过DFT计算深入阐明了糖基醛手性环境对立体诱导的关键作用机制。该工作提供了C-羟甲基化合物的立体发散性合成新策略,突破了传统糖基化反应在立体选择性调控方面的局限,为复杂糖类分子的模块化构建提供了新思路。

相关成果以Research Article形式发表在CCS Chemistry,上海交通大学变革性分子前沿科学中心博士生赵诗音为论文的第一作者,朱峰副教授、杨波助理研究员,以及西班牙加泰罗尼亚化学研究所李英姿博士、南京中医药大学年永副教授及南京师范大学谢兰贵教授为共同通讯作者。该工作得到了科技部重点研发项目青年科学家项目、国家自然科学基金及上海市科委等资助。

文章详情:

Photoinduced Cobalt-Catalyzed Reductive Addition of Glycosyl C-Aldehydes: Stereoselective Synthesis of C-Hydroxymethine Glycosides

Shiyin Zhao, Ying Yu, Xinyue Xie, Guoqiang Cheng, Yong Nian*, Lan-Gui Xie*, Yang Han, Bo Yang*, Yingzi Li* and Feng Zhu*

Cite this by DOI: 10.31635/ccschem.025.202505656

文章链接:https://doi.org/10.31635/ccschem.025.202505656

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原标题:《CCS Chemistry | 上海交通大学朱峰课题组:光诱导钴催化糖基醛还原加成:C-羟甲基糖苷的立体选择性合成》