Angew. Chem. :基于自由基活化策略的高立体选择性氮苷化

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氮糖苷类化合物具有广泛的生物活性和药理活性,在生命过程探究和药物开发中发挥着显著的作用。因此,发展高效合成氮糖苷的方法具有重要意义。尽管已有较多方法报道,但仍存在一些挑战。首先,烷基胺由于其强亲核性和强碱性,无法适用于酸促进的糖苷化体系,导致烷基氮糖苷合成缺乏有效的方法;其次,通过氧鎓离子中间体的选择性氮糖苷化通常要求邻基参与,无邻基效应的立体选择性调控具有很大挑战性(图1)。


近日,福州大学徐春发等研究人员介绍了一种自由基活化策略。不同于传统方法,该策略利用易得的糖基亚磺酸钠盐为糖基供体,在碱性以及温和氧化剂条件下,实现了高立体选择性的氮糖苷化,为解决传统方法的局限性提供了新思路。

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图1. 酸催化糖苷化和自由基糖苷化

通过条件探索,作者发现在碘化钠和过碳酸钠作用下,苄基保护的糖基亚磺酸钠盐与烷基胺能够高立体选择性地生成氮糖苷产物。此外,利用碘化钠和过氧叔丁醇可实现(杂)芳香胺的选择性氮糖苷化。在最优条件下,作者对反应的普适性进行了考察。结果表明,该体系对于环状、链状二级脂肪胺以及芳香伯胺、仲胺、杂芳香胺、碱基都具有较好的兼容性,能够提供优异的立体选择性以及区域选择性。此外,该体系对不同类型的糖也展现出良好的普适性。

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图2. 代表性氮糖苷产物

初步机理研究表明碘化钠与氧化剂对反应都至关重要(图3-A),糖基亚磺酸钠盐在它们作用下会生成构型单一的糖基碘中间体,随即通过SN2途径被氮苷元进攻生成氮糖苷(图3-B)。加入自由基捕获剂TEMPO与1,1-二苯基乙烯,一定程度上抑制了反应,并且检测到了糖基自由基捕获产物8和9的生成(图3-C),表明体系中存在糖基自由基。另外,加入自由基捕获剂BHT,检测到化合物5的生成,表明体系可能存在氮自由基。于是,作者合成了化合物6,并将其与1a在标准条件下反应,顺利地观测到氮糖苷产物3b的生成(图3-D),表明氮糖苷化过程也可通过糖基自由基与氮自由基的偶联实现。

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图3.机理探究

基于上述实验结果和已报道的文献,作者提出了反应可能的机理。首先,NaI经由氧化剂氧化后成碘正离子,其与糖基亚磺酸钠盐1结合形成中间体5,中间体5经历O-I键的均裂形成自由基9和碘自由基,9随即脱SO2形成糖基自由基10,它可快速地与碘自由基结合形成活性中间体糖基碘4,通过SN2路径被氮苷元进攻以生成氮糖苷。此外,糖基自由基10也可以与胺自由基11直接偶联生成氮苷产物。

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图4. 可能的反应过程

在该工作中,徐春发等研究人员发展了一种自由基途径的氮糖苷合成策略,底物兼容性好,可适用于脂肪胺、(杂)芳香胺、碱基、酰胺等氮苷元,并且具有高立体选择性和区域选择性,是一种通用型的氮糖苷合成方法。

文信息

A Radical Activation Strategy for Versatile and Stereoselective N-Glycosylation

Wenyan Ding, Xinyu Chen, Zuyao Sun, Jiaxin Luo, Dr. Shiping Wang, Qingqing Lu, Jialu Ma, Chongxin Zhao, Prof. Dr. Fen-Er Chen, Prof. Dr. Chunfa Xu


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202409004


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