β 构型碳苷类化合物广泛存在于自然界中，是许多天然产物和医药分子的重要合成砌块。但是立体选择性合成β 构型碳苷类化合物，构建β构型碳苷类化合物库仍然是糖类合成方法学的难点与挑战。
中国科学院上海药物研究所柳红团队长期致力于碳苷类化合物高效合成方法学和糖类创新药物研究，2020年发展了C(sp3)-H活化快速构建烷基碳苷类化合物的高效合成方法，实现了氨基酸β 位碳苷类化合物的合成(Angew.Chem.Int. Ed. 2020, 59,3491–3494) ；2021年继续以高效碳氢活化策略发展了β 构型芳烃碳苷类化合物的高效合成方法，实现了吲哚-C2-脱氧糖碳苷的立体选择性合成(Adv. Synth. Catal. 2021, 363, 4926–4931)。柳红课题组与上海药物所李佳课题组合作，发现了新型C,O-螺环芳基糖苷类SGLT2抑制剂抗糖尿病候选药物LH-1801，获得临床批件并开展临床Ⅰ期研究。
2023年3月17日，柳红团队在β-烷基碳苷类化合物不对称合成方面取得重要进展——通过钴催化C(sp3)- C(sp3)偶联实现β-2-脱氧糖碳苷类化合物的高效立体选择性合成，加速碳苷类候选药物的发现。该研究成果以“Cobalt(ll)-Catalyzed C(sp3)-C(sp3) Coupling for the Direct Stereoselective Synthesis of 2-Deoxy-C-Glycosides from Glycals”为题在国际学术期刊Angewandte Chemie International Edition上发表，并被评选为“Hot Paper”。
本项研究中，柳红团队基于前期在碳苷类合成方法学的研究基础，成功发展碳苷类化合物不对称合成新方法，实现了β 构型烷基碳苷类化合物的高效立体选择性合成。该方法反应条件温和，以Co(II)为催化剂，二乙氧基甲基硅烷为氢源，在双噁唑啉手性配体(S,R)-L1的调控下，对烯糖的碳-碳双键进行顺式加成，实现β 构型烷基碳苷类化合物的高效立体选择性合成。该方法突破了自由基策略中直接构建β 构型烷基碳苷类化合物的瓶颈，同时解决了碳苷类化合物合成的立体构型控制以及C(sp3)-C(sp3)偶联两个科学问题。该方法底物适用范围广，能够实现克级制备以及保护基脱除，具有很强的实用性。研究人员通过自由基捕获实验、自由基钟实验和氘代实验等对反应机理进行研究。这一方法为β 构型烷基碳苷的构建提供了简洁高效的新策略，并为糖类药物的快速发展提供了动力。
图1、Co(II)催化β-碳苷类化合物不对称合成新方法
研究论文的第一作者为上海药物所与中国药科大学联合培养硕士研究生曾明杰，通讯作者为上海药物所柳红研究员和临港实验室王江研究员。该项研究获得国家自然科学基金、临港实验室和上海市糖专项的资助。
全文链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202300424
Cobalt(II)-Catalyzed C(sp3)-C(sp3) Coupling for the Direct Stereoselective Synthesis of 2-Deoxy-C-Glycosides from Glycals. Mingjie Zeng,Changyue Yu, Yibing Wang, Jingjing Wang, Jiang Wang,* and Hong Liu*. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e202300424.
相关链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914184
1.Palladium-Catalysed C(sp3)-H Glycosylation for the Synthesis of C-Alkyl Glycoamino Acids. Yichu Liu, Yibing Wang, Wenhao Dai, Prof. Wei Huang, Prof. Yingxia Li,* and Prof. Hong Liu*. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 3491-3494.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsc.202100855
2.Ir(I)-Catalyzed C-H Glycosylation for Synthesis of 2-Indolyl-C-Deoxyglycosides. Changyue Yu, Yichu Liu, Xiong Xie, Shulei Hu, Shurui Zhang, Mingjie Zeng, Dan Zhang, Jiang Wang,* and Hong Liu*. Adv. Synth. Catal. 2021, 363, 4926-4931.
http://www.simm.cas.cn/web/xwzx/ttxw/202011/t20201127_5787933.html
3.1类口服降糖候选新药LH-1801获准进入临床研究。
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