黄芥末中分离出的葡萄糖基二硫化物的合成与结构修订

《Tetrahedron》：Synthesis and structure revision of wasulfisides: glucosyl disulfides isolated from wasabi

首次成功合成三种天然葡萄糖二硫键化合物——wasulfisides A、B和3-epi-B。通过硫醇耦合反应构建核心结构，总产率37%（d-葡萄糖为起始物）。结构鉴定发现原文献中wasulfiside A结构错误，经合成异构体并对比NMR和HRMS数据，修正为含8元环乳酮结构的oxadithiocine衍生物。研究为植物化学和生物活性探索提供了高纯度样本。

　　在自然界中，某些化合物因其独特的结构和生物活性而备受关注。近年来，一种名为“wasulfisides A、B和3-epi-wasulfiside B”的天然糖基二硫化合物引起了科学家们的兴趣。这些化合物最初是从芥末（Eutrema japonicum）中分离出来的，其结构中包含罕见的β-葡萄糖基二硫基团。由于这类化合物在自然界中较为稀有，因此它们的合成与结构研究一直具有挑战性。然而，近期的研究成功实现了这三种糖基二硫化合物的首次合成，并进一步修正了其中一种化合物的结构。这一进展不仅揭示了这些化合物的化学结构，还为研究其生物活性提供了可能。

研究团队提出了一种高效的合成策略，利用β-葡萄糖基硫代磺酸酯（β-glucosyl thiotosylate）与多种硫醇（thiols）进行偶联反应，从而构建出糖基二硫化合物的核心结构。通过这种方法，研究人员能够在从d-葡萄糖开始的反应过程中实现较高的总产率，达到37%。此外，他们还成功地对wasulfiside A的结构进行了修订，因为它含有独特的氧化二硫环（oxadithiocine）结构，而该结构的初步推测与实际合成结果存在差异。这一修正基于合成的同分异构体（包括立体异构体和区域异构体）的核磁共振（NMR）和高分辨率质谱（HRMS）数据，这些数据与天然产物的谱图相吻合。

这些糖基二硫化合物不仅在化学结构上具有独特性，而且它们的生物活性也值得深入探讨。此前，已有研究表明，有机二硫化合物在抗肿瘤、抗菌和抗病毒方面表现出显著的潜力。然而，关于糖基二硫化合物的生物活性研究却相对较少，这主要是由于其在自然界中的稀缺性。因此，开发出高效的合成方法对于进一步研究其生物功能至关重要。研究人员通过合成纯化的wasulfiside样品，不仅能够验证其结构，还为后续研究其在医药和农业化学领域的应用奠定了基础。

研究过程中，团队采用了多种合成策略，包括对硫醇的立体选择性合成以及对β-葡萄糖基硫代磺酸酯的构建。他们首先通过一系列反应合成出不同构型的硫醇，这些硫醇能够作为构建糖基二硫化合物的关键中间体。例如，他们利用甲基3-羟基丁酸（methyl 3-hydroxybutyrate）的对映体（enantiomers）进行反应，从而获得不同立体构型的硫醇。这一过程涉及硫代磺酸酯的形成以及通过碱性条件进行的脱保护反应，以确保最终产物的结构符合预期。

为了合成wasulfiside B及其同分异构体3-epi-wasulfiside B，研究团队使用了相同的β-葡萄糖基硫代磺酸酯作为核心结构，并通过不同立体构型的硫醇进行偶联反应。通过这种方法，他们成功地合成了两种化合物，并通过核磁共振光谱和质谱分析验证了它们的结构。结果显示，这些合成化合物的化学数据与天然产物的观察结果高度一致，从而确认了它们的结构。

在合成wasulfiside A的过程中，研究团队发现，其原始结构的假设与实验数据存在不一致之处。通过比较天然产物与合成异构体的化学数据，特别是氧化二硫环中氢原子的化学位移（chemical shift）值，研究人员确认了wasulfiside A的结构需要进行修正。修正后的结构不仅与实验数据吻合，还具有合理的化学连接方式。此外，研究团队还合成了两种不同的构型（3R和3S）的氧化二硫环结构，以进一步确认其立体化学性质。

研究团队还详细记录了实验过程中使用的各种仪器和方法，包括熔点测定、旋光度测量、红外光谱（IR）、核磁共振光谱（NMR）以及高分辨率质谱（HRMS）。这些数据不仅用于确认合成产物的结构，还为后续研究提供了重要的参考。此外，研究团队还描述了各个合成步骤的反应条件、催化剂以及溶剂的选择，以确保反应的高效性和产物的纯度。

这一研究的成果不仅在化学合成领域具有重要意义，还为探索这些化合物的生物活性提供了可能。由于这些化合物来源于芥末，而芥末在亚洲饮食文化中具有重要地位，因此它们的化学特性对于理解其在食品功能中的作用也具有价值。此外，这些化合物的合成也为开发新的药物或农业化学品提供了基础，特别是在抗炎和抗微生物活性方面。

研究团队的工作展示了合成复杂天然产物的挑战和机遇，同时也强调了对天然产物结构的精确测定对于理解其生物活性的重要性。通过合成方法，研究人员能够获得纯化的样品，从而更准确地分析其化学性质和潜在应用。这一研究为未来在糖基二硫化合物领域的探索奠定了坚实的基础，同时也为天然产物化学提供了新的思路和方法。