糖苷键构象动态解析：乙酰化芳基O/S-β-葡萄糖苷的电子效应与溶剂化调控机制

【编辑推荐】本研究通过NMR构象分析揭示了乙酰化芳基O/S-β-葡萄糖苷中糖苷键（?/ψ）和羟甲基（ω）的构象动态。发现硫代糖苷（S-glucosides）的糖苷键柔性显著高于氧代糖苷（O-glucosides），且芳基取代基的电子效应（如强吸电子基团）会通过稳定exo-syn构象增强刚性。羟甲基构象（gg/gt/tg）受介质极性和芳基电子特性双重调控，为糖类药物设计提供了构效关系新见解。

　　

Highlight

芳基O/S-β-葡萄糖苷的合成与表征：通过标准β-立体选择性方法，以葡萄糖全乙酰化物1为供体，BF₃Et₂O催化，在无水乙腈中与对位取代苯酚/硫酚反应，高效制备了O-糖苷（2a-2g）和S-糖苷（3a-3g）系列化合物（Scheme 1）。产物的结构经核磁共振氢谱（¹H NMR）和质谱（MS）确证。

Results and discussion

糖苷键构象的"硫氧差异"：氧代糖苷（O-glucosides）的糖苷键（C1-O1）呈现刚性特征，几乎完全锁定于exo-syn构象；而硫代糖苷（S-glucosides）则表现出显著柔性，其构象平衡包含exo-syn、exo-anti和non-exo三种旋转异构体。有趣的是，当芳基携带强吸电子基团（如硝基）时，硫苷键的柔性会减弱，exo-syn构象占比显著提升——这揭示了电子效应对糖苷键动态的精准调控。

羟甲基构象的"电子-溶剂协同效应"：无论是O-还是S-糖苷，强吸电子芳基都会促进gt构象比例增加（牺牲主导的gg构象），且该效应在非极性溶剂中更为突出。这种双重调控机制与Hassel-Ottar效应（C4/C6羟基间1,3-排斥作用）共同塑造了糖环的立体构型景观。

Conclusions

本研究系统阐明了乙酰化芳基O/S-β-葡萄糖苷中两个关键动态元件——糖苷键和羟甲基的构象规律：

1. 硫原子作为异头位杂原子时，会显著增强糖苷键柔性，形成多构象动态平衡；

2. 芳基的电子特性（尤其是吸电子能力）能通过远程作用"冻结"硫苷键运动，提升exo-syn构象稳定性；

3. 溶剂极性-电子效应的协同作用可精准调控羟甲基的gg/gt平衡，为糖类分子工程提供了新的构象设计维度。