J. Am. Chem. Soc. | C1功能化低聚糖的自动合成

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推荐一篇发表在Journal of the American Chemical Society上的文章,题目为“Automated Synthesis of C1-Functionalized Oligosaccharides”。通讯作者是马克斯-普朗克胶体与界面研究所所长兼德国柏林-勃兰登堡科学院院士——Peter H. Seeberger教授。其课题组致力于糖化学相关研究,并积极推进糖疫苗的开发。

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在自然界和人类的生产生活中,C1功能化的低聚糖是极为常见的,比如肽聚糖、硫苷类和皂苷类低聚糖等。开发相应糖缀合物的合成方法是极为重要的。此前,本课题组开发的自动聚糖组装(Automated glycan assembly,AGA)是复杂聚糖合成最为高效的方法。该方法以酸洗、糖基化、掩蔽和脱保护四步为一循环,自动化合成C1未功能化或C1连接有氨基戊醇的低聚糖。然而,该方法将还原端连接到非还原端的组装逻辑使可变苷元的引入复杂化。

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在本工作中,作者优化了AGA流程,设计了一种保留低聚糖产物还原端功能化活性的自动合成路线。原AGA中连接第一个糖构建块是通过树脂上的羟基亲核取代C1上的离去基团实现的。此处,作者先将树脂上的羟基转化为离去基团,然后用C1连接可断硫苷键糖上的非C1羟基或二醇亲核取代实现第一构建块的连接。作者将前者称为“潜在活性”方法,后者称为“二醇优先”方法。“二醇优先”方法连接二醇后的步骤与原AGA相同,通过光控裂解使产物脱离树脂后,可在二醇的另一端进行修饰。而“潜在活性”方法的选择更为丰富,在连接第一个糖构建块后,可选择进行经典的AGA,光脱出获得硫苷类低聚糖;亦可选择在树脂上用双位点连接子取代硫苷键,后续可实现双向AGA,或续接固相多肽合成,或连接叠氮基团用于Click反应

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建立此流程最需注意的问题是第一个糖构建块能否高效的与树脂连接,未成功连接第一糖构建块的树脂不仅会导致总产率下降,还会提高缺失第一构建块副产物的产量。作者先用糖构建块7和Fmoc-乙二醇探针8测试了四种酰胺树脂3-6的上载效率,选择上载率最高的3作为流程用树脂。随后,作者通过尝试获得了淬灭第一步未反应的树脂的最佳条件——向第一步反应结束后的体系加入20倍当量的三乙基硅烷,这一步操作可大大减少副产物的生成。

总的来说,作者开发了一种合成C1功能化低聚糖的自动化方法。这项工作为皂苷、糖缀合物和环状寡糖的目标导向提供了研究基础。

本文作者:WZH
责任编辑:WYQ
文章链接:https://doi.org/10.1021/jacs.4c11798
原文引用:10.1021/jacs.4c11798


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