1,6-脱水糖基螺环色满酮的分子内多米诺/螺环化构建及其生物活性探索

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Carbohydrate Research 2.4

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  本研究通过分子内多米诺反应首次实现邻羟基苯乙酮与二氢左旋葡烯酮(DHL)的立体选择性缩合,构建了糖基修饰的螺环色满酮骨架。研究人员开发了以吡咯烷/乙醇体系催化APh(苯乙酮)烯胺中间体形成,进而与DHL的C-2位发生碳碳键偶联的串联反应,获得62-92%收率的晶体产物。该工作填补了单糖与色满酮偶联的合成空白,为开发新型抗结核、抗菌候选药物提供了重要分子工具。

  

在药物化学领域,螺环骨架因其独特的空间刚性和三维结构特征,已成为设计新型生物活性分子的重要模板。特别是螺环色满酮(spiro-chromanones)结构广泛存在于天然产物中,表现出显著的抗结核、抗菌和抗癌活性。然而,这类化合物的合成面临重大挑战——如何高效构建含杂原子的螺环中心并实现立体控制。更值得注意的是,尽管碳水化合物是药物设计中重要的"优势骨架"(privileged scaffold),但单糖与色满酮的偶联方法此前尚未见报道。

Wilkes大学的研究团队另辟蹊径,选择1,6-脱水糖衍生物二氢左旋葡烯酮(DHL)作为关键合成子。这种被商业化为Cyrene?的化合物具有固定构型的双环结构,其β面空间位阻效应为立体选择性反应创造了理想条件。研究人员创新性地将DHL与邻羟基苯乙酮(o-hydroxyacetophenones)在吡咯烷/乙醇体系中反应,通过巧妙的分子内多米诺过程,成功合成了一系列糖基修饰的螺环色满酮。该成果发表在《Carbohydrate Research》上,标志着首例碳水化合物融合螺环色满酮家族的诞生。

研究采用1H/13C NMR二维谱(COSY/HSQC)进行结构解析,GC-MS分析纯度,并通过X射线单晶衍射确证绝对构型。所有反应在室温下进行,使用市售试剂无需纯化,体现了方法的实用性。

【结果与讨论】部分显示:

  1. 反应机制研究证实APh首先形成烯胺中间体,其亲核碳进攻DHL的C-2位引发多米诺过程,最终构建含新六元环的螺环体系;
  2. 底物拓展实验表明多种取代邻羟基苯乙酮均可顺利反应,收率62-92%,产物均以晶体形式析出便于纯化;
  3. 晶体学分析揭示产物的绝对构型及分子内氢键网络,解释了其结晶特性;
  4. 初步抗真菌测试虽未达预期,但为后续结构优化指明了方向。

【结论】部分强调:该工作发展了基于Kabbe螺环化反应的创新策略,首次实现1,6-脱水糖与色满酮的立体选择性融合。方法学上,利用DHL固有的立体位阻效应,通过烯胺化学实现了高效的分子内多米诺/螺环化级联反应;应用价值上,所获糖基-螺环色满酮杂合体为开发抗感染药物提供了新化学空间。尽管生物活性有待优化,但该研究为构建复杂螺环系统提供了普适性方案,特别在碳水化合物功能化领域具有里程碑意义。

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