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镍催化立体选择性脱羧偶联构建C(sp3)-Si/Ge键:糖苷类生物活性分子合成新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月23日 来源:Chem 19.6
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研究人员突破性开发了镍催化NHPI酯与硅/锗锌试剂的立体选择性脱羧偶联反应,首次实现催化合成具有生物活性的Si/Ge-糖苷。该研究通过独特的Ni(0)/Ni(I)/Ni(II)催化循环和SET介导的N-O键断裂机制,解决了C(sp3)-Si/Ge键构建难题,为糖模拟物药物设计提供了新工具,并揭示了NHPI酯活化新机制。
碳水化合物化学领域迎来重大突破!科学家们巧妙利用镍催化剂,像分子级"焊接工"般精准构建C(sp3)-Si/Ge化学键,成功打通了硅/锗-糖苷(Si/Ge-glycosides)合成的"任督二脉"。这项技术采用N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯(NHPI esters)作为"分子焊条",通过与硅/锗锌试剂发生脱羧偶联反应,在温和条件下就能高效制备具有特定立体构型的糖类衍生物。
最令人振奋的是,这些穿着"硅锗铠甲"的糖分子首次展现出令人惊喜的生物活性,就像给传统糖分子装上了"防弹衣",既保留了原有的生物功能,又增强了代谢稳定性。机理研究揭示了一个精妙的"镍三重奏"催化循环:Ni(0)→Ni(I)→Ni(II)的电子舞蹈,配合单电子转移(SET)过程,完美实现了N-O键的精准切割。
这项研究不仅填补了14族元素修饰糖苷合成的空白,更为药物化学家提供了全新的分子工具箱——从锗修饰的1,2-氨基醇到硅取代的二醇,这些"混血"分子正在为下一代糖基化药物设计开辟崭新道路。理论计算与实验验证的完美结合,让人们对镍催化脱羧反应的认知提升到了全新维度。
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