近日,我院王彩明博士团队与新加坡国立大学 Ming Joo Koh教授团队开展跨校合作,在镍催化立体选择性碳糖苷化反应领域取得重要进展。在国际顶尖学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》(ACIE)发表题为《Stereodivergent C-(Hetero) Aryl Glycosylation by Nickel-Catalyzed Redox-Neutral Cross-Coupling of Glycosyl Sulfonyl Hydrazides》的原创性研究论文,并被选为热点文章(Hot paper)(图1)。

图1. 镍催化交叉偶联构建立体选择性无保护的碳芳基糖苷
碳芳基糖苷是一类核心糖基功能分子,是降糖药恩格列净、抗病毒糖基衍生物的核心骨架。糖异头碳的立体构型(α型或β型)直接决定分子的生物活性,但长期以来,现有合成方法普遍存在立体选择性单一、需要多步保护基操作、底物适用范围窄、依赖贵金属催化等瓶颈,极少能从同一糖苷前体选择性得到两种无保护构型的碳芳基糖苷,严重制约糖基药物研发效率。
针对上述难题,研究团队发展了一种镍催化、氧化还原中性的自由基交叉偶联新方法。设计利用天然单糖简便制备的糖基磺酰肼作为糖自由基供体,结合廉价镍催化氧化还原中性偶联体系,通过更换配体即可精准调控糖苷化产物的立体构型;其中以联吡啶为配体可以实现高选择性α构型碳芳基糖苷合成;而换用位阻更大的三联吡啶配体则主要生成β构型碳芳基糖苷,打破了传统糖基化反应只能实现单一构型的局限。
对目标活性糖基分子的合成进一步验证了该合成方法的应用价值。利用α选择性体系可一步合成海洋天然产物分子 Neopetrosin C;而通过β选择性路线即可高效制备II型糖尿病治疗药物恩格列净,充分证明了该策略在复杂糖基药物、天然产物全合成中的应用潜力。此项成果突破传统碳芳基糖苷合成的立体控制难题,建立了低成本、操作简便的立体选择性糖基化新方案,为糖化学、药物化学领域复杂糖基分子模块化合成开辟了全新路径。
华侨大学材料与工程学院教师王彩明博士为论文第一作者及通讯作者,华侨大学为第一通讯单位,该研究得到华侨大学科研启动基金资助。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.9453527
(初审:王彩明,复审:许静,终审:谢立强)