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对羟基苄基碳酸酯(ABC)作为寡糖合成中正交羟基保护基的创新应用研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月30日 来源:European Journal of Organic Chemistry
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本研究针对寡糖合成中羟基保护基的选择性去除难题,开发了基于p-?acetoxybenzyl carbonate(ABC)的新型正交保护策略。该团队利用廉价易得的4-羟基苄醇为原料,成功构建了可在室温下经三氟甲磺酸镱催化特异性去除的ABC保护基,且不影响TBDMS、PMB等酸敏感保护基及糖苷化反应条件。该成果为复杂寡糖的高效合成提供了新工具,发表于《European Journal of Organic Chemistry》。
在复杂寡糖的化学合成中,羟基保护基的选择性安装与去除一直是制约合成效率的关键瓶颈。传统保护基往往需要强酸条件或复杂步骤才能去除,容易导致其他敏感基团(如tert-butyldimethylsilyl/TBDMS、p-methoxybenzyl/PMB等)的意外断裂。更棘手的是,许多保护基在糖苷键形成的关键步骤——糖苷化反应中表现不稳定,迫使化学家们不得不采用迂回的保护策略。这种困境严重限制了具有重要生物活性的复杂寡糖分子的高效制备。
针对这一挑战,研究人员开发了基于p-?acetoxybenzyl carbonate(ABC)的创新性正交保护策略。该保护基以价格低廉的4-羟基苄醇为起始原料,通过简便的合成路线即可制备。研究发现,在Yb(OTf)3(三氟甲磺酸镱)催化下,ABC保护基能在室温条件下通过温和的酯交换反应特异性去除,而不会影响常见的酸敏感保护基。尤为重要的是,ABC在各类糖苷化反应条件下表现出卓越的稳定性,这使其成为寡糖组装过程中理想的"隐形"保护基。
研究团队采用核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)等技术系统验证了ABC保护基的安装与去除效率。通过设计系列模型反应,证实ABC与TBDMS、PMB、缩丙酮(acetonide)和苄叉(benzylidenes)等保护基具有完美的正交性。在二糖、三糖等模型化合物的合成中,ABC保护基成功实现了对特定羟基的选择性保护与去保护,且收率均达90%以上。
关键研究结果包括:1)合成优化部分证实ABC保护基可通过两步反应从4-羟基苄醇高效制备;2)条件筛选显示0.1当量Yb(OTf)3在甲醇中即可实现ABC的定量去除;3)正交性实验证明TBDMS等保护基在ABC脱保护条件下保持完整;4)糖苷化兼容性测试表明ABC在各类活化剂(如NIS/TfOH)存在下均稳定存在。
这项研究的突破性在于:首次将碳酸酯类保护基成功应用于寡糖合成的正交保护策略。ABC保护基兼具制备简便、去除条件温和、正交性优异三大特点,特别是其与糖苷化条件的兼容性解决了传统保护基在该关键步骤中的稳定性问题。该成果不仅为复杂寡糖的模块化合成提供了新工具,其温和的镱催化去除机制也为其他敏感分子的选择性修饰提供了借鉴。研究者建议,未来可进一步探索ABC保护基在核苷、天然产物等领域的拓展应用。
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