磺化石墨烯催化高效去除碳水化合物对甲氧基苄基保护基的绿色方法研究

本研究针对传统p-甲氧基苄基(PMB)保护基脱除方法存在的氧化敏感性、原子经济性差等问题，开发了磺化石墨烯(GR-SO3H)固体酸催化体系。该方法在CH3CN/H2O体系中实现PMB高效脱除，兼容Bz、TBDPS等常见保护基，催化剂可回收利用，为碳水化合物修饰提供绿色解决方案。

　　

在糖化学领域，保护基策略犹如精密的外科手术刀，而p-甲氧基苄基(PMB)正是其中最常用的"手术器械"之一。这个保护基团在碳水化合物合成中扮演着重要角色，却面临着脱除过程的重大挑战——传统方法要么依赖强氧化剂如DDQ（2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌）和CAN（硝酸铈铵），容易误伤分子其他敏感部位；要么使用腐蚀性强的液体酸，产生大量废弃物。更棘手的是，这些方法往往需要严格的无水条件或复杂设备，如同用大锤进行微创手术，既不符合绿色化学原则，也难以满足工业化生产需求。

针对这一难题，来自阿萨姆大学的研究团队在《Carbohydrate Research》发表了一项创新研究。他们巧妙地将目光投向了一种新型纳米材料——磺化石墨烯(GR-SO₃H)。这种材料如同给石墨烯穿上了酸性"铠甲"，既保留了石墨烯的高比表面积特性，又通过表面磺酸基团(-SO₃H)获得了精准的催化能力。研究团队此前已成功运用该催化剂实现苯亚甲基和异丙亚基保护基的脱除，这次他们将这一"绿色武器"扩展到了PMB保护基的去除领域。

研究采用薄层色谱(TLC)监测反应进程，通过柱色谱纯化产物。关键实验以甲基-2-O-苄基-4,6-O-苯亚甲基-3-O-p-甲氧基苄基-α-d-吡喃葡萄糖苷(1a)为模型底物，系统优化了溶剂体系、催化剂用量等参数。核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HRMS)等技术用于产物结构确证。

结果与讨论
研究团队发现CH₃CN/H₂O（9:1）是最佳溶剂体系，在室温下仅需30分钟即可实现PMB高效脱除。磺化石墨烯展现出惊人的化学选择性，对底物中的苄基(Bn)、苯甲酰基(Bz)、叔丁基二苯基硅基(TBDPS)等保护基"秋毫无犯"。催化剂回收实验显示，经过五次循环后活性仍保持90%以上，如同可重复使用的分子剪刀。该方法在克级规模反应中同样表现优异，验证了其工业化应用潜力。

结论
这项研究建立了首个基于磺化石墨烯的PMB保护基脱除策略，解决了传统方法选择性差、环境负担重的核心问题。其温和的反应条件（室温、短时间）、优异的官能团兼容性（耐受Bn/Bz/TBDPS等），以及催化剂的易回收特性，共同构成了绿色糖化学合成的典范。特别值得注意的是，该方法避免了贵金属和强氧化剂的使用，原子经济性显著提高，为复杂寡糖和糖缀合物的合成提供了更可持续的工具箱。正如研究者Rajib Panchadhayee团队强调的，这项技术不仅是对现有方法的重要补充，更代表着从"传统有机合成"向"纳米催化时代"的范式转变。