化学糖基化

化学糖基化反应涉及一个糖基供体与一个糖基受体的偶联，形成一个糖苷。如果供体和受体都是糖，那么产物就是一个低聚糖。该反应需要用合适的活化试剂进行活化。由于在糖基供体的异构体位置产生了新的立体中心，该反应常常导致产品的混合。苷酸连接的形成允许合成复杂的多糖，这些多糖可能在生物过程和发病机制中发挥重要作用，因此拥有这些分子的合成类似物可以进一步研究其生物重要性。

糖基化反应包括在适当的反应条件下，通过使用激活剂启动糖基供体和糖基受体的偶联。糖基供体是一种在异构体位置有合适的离去基团的糖。该基团在反应条件下被激活，并通过形成一个氧代碳被消除，留下一个亲电的异构碳。糖基接受体是一种具有未受保护的亲核羟基的糖，它可以攻击反应过程中形成的氧代碳离子，并允许形成糖苷键。活化剂通常是一种路易斯酸，它使异构位置上的离开基团离开，导致氧代碳离子的形成。

一个糖苷键的形成会导致一个新的立体中心的形成，因此可能会产生一个混合的产品。形成的连接可能是轴向的或赤道的（相对于葡萄糖来说是α或β）。为了更好地理解这一点，必须考虑糖基化反应的机制。

在某些情况下，糖基化反应的立体化学结果可能会受到在糖基供体第2位使用的保护基团的影响。一个参与的基团，通常是有一个羧基存在的基团，将主要导致β-糖苷的形成。而非参与性基团，即通常没有羧基的基团，通常会形成α-糖苷。下面可以看到，在第2位有一个乙酰基保护基，可以形成一个乙酰氧基离子的中间体，阻止对环的底面的攻击，因此可以形成β-糖苷为主。另外，如果在第2位没有参与基团，就可以从底部或顶部进行攻击。由于α-糖苷产品会受到异构效应的影响，所以α-糖苷通常占主导地位。

糖基供体或糖基受体上的不同保护基团可能会影响糖基化反应的反应性和产量。通常情况下，吸电子的基团，如乙酰基或苯甲酰，会降低供体/受体的反应性，因此被称为解除基团。电子给予基团，如苄基，被发现增加供体/受体的反应性，因此被称为xxx基团。

碘化糖于1901年由Koenigs和Knorr首次引入糖基化反应中使用，但通常被认为在合成中反应性太强。最近，一些研究小组表明，这些供体具有独特的反应特性，在反应时间、效率和立体化学方面与其他糖基氯化物或溴化物不同。糖基碘化物可以在各种条件下制成，值得注意的一种方法是1-O-乙酰吡喃糖苷与TMSI的反应。碘化物供体通常可在碱性条件下被激活，以获得具有良好选择性的β-糖苷。使用四烷基碘化铵盐，如四丁基碘化铵（TBAI）可以使α-糖基卤化物原位异构化为β-糖基卤化物，并以良好的选择性提供α-糖基。

硫代糖苷在1909年由Fischer首次报道，从那时起，人们不断探索，为它们的制备制定了许多方案。使用硫代糖苷的优点是它们在广泛的反应条件下的稳定性，允许保护基的操作。此外，硫代糖苷在异构体位置充当临时保护基，使硫代糖苷既可作为糖基供体也可作为糖基受体。硫代糖苷通常是通过使过乙酰化的糖与BF3-OEt2和适当的硫醇反应制备。在糖基化反应中用作供体的硫代糖苷可以在广泛的条件下被激活，最明显的是使用NIS/AgOTf。