可见光驱动下食用多酚鞣花酸介导的高效糖基化反应研究

本研究针对传统糖基化反应依赖有害催化剂的问题，开发了一种基于食用多酚鞣花酸（ellagic acid）的可见光（470 nm）诱导糖基化新方法。该反应在温和条件下高效实现三氯乙酰亚胺酯（trichloroacetimidate）与醇类受体的选择性偶联，产率高且无需强酸/金属试剂，为绿色糖化学提供了新策略。

　　

糖基化反应是构建生物活性糖苷化合物的核心手段，但传统方法常需强酸或重金属催化剂，不仅环境负担重，还可能导致底物分解。随着可持续发展理念的推进，开发绿色催化体系成为迫切需求。日本研究团队另辟蹊径，从天然食用多酚中寻找解决方案——此前发现的姜黄素（curcumin）虽能通过可见光激发实现温和糖基化，但其单一来源可能引发供应链风险。为此，该团队将目光转向广泛存在于草莓等植物中的鞣花酸（ellagic acid），探究其作为新型光催化剂的潜力。

研究采用三氯乙酰亚胺酯（3a-e）为糖供体，在470 nm可见光照射下，以鞣花酸（0.3当量）催化其与多种醇类（4A-L）的偶联反应。通过核磁共振（NMR）和薄层色谱（TLC）监测反应进程，结合柱色谱纯化产物。实验发现，该体系对葡萄糖、半乳糖等多种糖供体均适用，且能区分糖基磷酸酯、氟化物等竞争性官能团，展现出优异化学选择性。

结果与讨论

1. 反应条件优化：以葡萄糖供体3a与环己基甲醇4A为模型，在二氯甲烷中4小时即可获得高产率糖苷5aA，证实鞣花酸的光催化活性与姜黄素相当。
2. 底物普适性：半乳糖（3b）、鼠李糖（3c）等供体与脂肪醇（4B）、苯甲醇（4D）等受体均成功偶联，产率达72-95%。
3. 机制推测：鞣花酸酚羟基经光激发产生酸性微环境，促进三氯乙酰亚胺酯离去基团解离，形成氧鎓离子中间体进而捕获醇受体。

结论与意义
该研究首次将鞣花酸应用于光催化糖基化，其食用安全性（GRAS认证）与广谱底物适应性为绿色合成生物活性糖苷（如抗生素、糖脂）提供了新工具。相较于传统方法，该技术无需后处理中和步骤，且光源（Vis-LED）能耗低，符合可持续发展目标（SDGs）。未来或可拓展至复杂寡糖及糖缀合物的模块化合成。

（注：论文发表于《Carbohydrate Research》，作者包括Hidenari Shigeta、Satomi Goi等，资助来自日本文部科学省MEXT及JST CREST项目。）