复杂糖缀合物的合成及高效糖苷化方法的研究

Access to various homogeneous glycans and glycoconjugates in large amounts is still a bottleneck in the field of glycosciences. A key problem is to enhance the efficiency in construction of the extremely diverse glycosidic linkages. This project is based on our recent invention of a groundbreaking new glycosylation protocol, in that an unprecedented activation mechanism with glycosyl ortho-alkynylbenzoates as donors and a gold(I) complex as catalyst is employed. Further upgrading this protocol would establish a general and powerful method for glycosylation, so as to solve the long-lasting problems such as the constructions of 1,2-cis- and 2-deoxyglycosidic linkages. Applying the new methods, the total synthesis of several representative complex glycans and glycoconjugates of potent biological activities, including bradyrhizose, periploside A, and axinelloside A, will be tackled. The accomplishment of the total synthesis of these novel and extremely complex molecules would represent milestones in the synthetic carbohydrate chemistry.

单一糖缀化合物的大量获取，一直是制约着糖科学研究的瓶颈。而如何提高糖苷化的普遍适用性和效率，则是这其中的关键问题。本课题将在本小组发展的金催化炔酯给体糖苷化方法的基础上，对此方法进行突破性优化升级，大幅度提升催化效率，并实现该糖苷化方法的普遍适用性，建立例如1，2-顺式，2-脱氧等特殊糖苷键的一般性构建方法，解决这一长期困扰糖化学领域的核心问题。在此基础上，我们将完成bradyrhizose, 杠柳甙(periploside) A和axinelloside A这三个极为复杂的天然活性糖缀物的全合成，使之成为糖化学界的标志性工作。

糖，与核酸、蛋白质和脂质一样，是涉及生命活动本质的重要生物分子，广泛分布于动物、植物、微生物和病毒中，具有众多重要的生物学功能。由于糖的化学结构和生物合成比核酸和蛋白质复杂，并且具有微观不均一性，使得通单一糖缀化合物的大量获取，一直是制约着糖科学研究的瓶颈。在解决这一问题上，相比起生物提取，酶法和化学合成是一个更好的解决途径。与核酸和蛋白质的合成相比，糖类化合物的高效合成仍然是当今有机化学具有挑战性的课题。借助本课题组发展的两种高效的催化糖苷化方法，本项目完成了聚糖Bradyrhizose、天然糖缀合物杠柳苷Periploside A的全合成，完成了硫酸化脂多糖Axinelloside A的十二糖骨架的构建和硫酸化反应条件的摸索；海星皂苷Linckosides A、海参皂苷Echinoside A等一系列复杂天然糖缀合物的全合成及化学生物学研究，成为糖化学界的标志性工作；同时，为了解决具有结构多样性的复杂聚糖和糖缀合物的合成问题，我们发展了两种新型高效糖苷化方法——基于邻磺胺炔基苄基给体的糖苷化新方法和基于去芳构化机理的EPP糖苷化方法。