钯催化立体选择性合成硝基烷类β-碳糖苷

doi:10.6023/cjoc202303019

有机化学 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (9): 3216-3225.DOI: 10.6023/cjoc202303019 上一篇下一篇

研究论文

钯催化立体选择性合成硝基烷类β-碳糖苷

王兢睿, 冯永奎, 王能中, 黄年玉^*(), 姚辉^*()

三峡大学生物与制药学院中国轻工业功能酵母重点实验室天然产物研究与利用湖北省重点实验室湖北宜昌 443002

收稿日期:2023-03-14 修回日期:2023-05-08 发布日期:2023-05-29
作者简介:^† 共同第一作者.
基金资助:
国家自然科学基金(22207063); 高等学校学科创新引智计划(111计划); 高等学校学科创新引智计划(D20015); 湖北省自然科学基金(2022CFB838); 湖北省教育厅(D20221204); 湖北省教育厅(Q20221212)

Pd-Catalyzed Stereoselective Synthesis of Nitroalkyl β-C-Glycosides

Jingrui Wang, Yongkui Feng, Nengzhong Wang, Nianyu Huang(), Hui Yao()

Key Laboratory of Natural Products Research and Development, Key Laboratory of Functional Yeast (China National Light Industry), College of Biological and Pharmaceutical Sciences, China Three Gorges University, Yichang, Hubei 443002

Received:2023-03-14 Revised:2023-05-08 Published:2023-05-29
Contact: * E-mail: huangny@ctgu.edu.cn;yaohui@ctgu.edu.cn
About author:^† These authors contributed equally to this work.
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(22207063); Programme of Introducing Talents of Discipline to Universities (111 Project); Programme of Introducing Talents of Discipline to Universities(D20015); Hubei Provincial Natural Science Foundation(2022CFB838); Educational Commission of Hubei Province(D20221204); Educational Commission of Hubei Province(Q20221212)

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摘要/Abstract

碳糖苷因其优异的生理活性及耐水解/酶解特性, 在医学和生物学领域的研究中受到越来越多的关注, 但合成过程中仍面临着立体选择性的控制等挑战. 报道了一种3,4-O-碳酸酯烯糖和硝基化合物在双乙酰丙酮钯和1,4-双(二苯膦)丁烷(DPPB)配体的催化作用下, 室温反应得到具有高立体选择性的β-碳糖苷的方法, 且已由核磁共振(NMR)、高分辨质谱(HRMS)以及X射线单晶衍射等方法确定目标化合物的结构. 该方法具有广泛的底物范围, 对含吸电子基或供电子基的硝基烷类化合物都有很好的兼容性, 能以高产率得到单一β构型的碳糖苷, 为快速构建碳苷化合物库提供了可靠方法.

关键词: 烯糖, 立体选择性, 半乳糖碳苷, 碳糖苷化反应, 钯催化

C-Glycosides have attracted more and more attention in the field of medicine and biology due to their excellent physiological activities and stability to hydrolysis/enzymolysis. However, the challenges of stereoselective control are still high during the synthesis process. In this paper, a method for preparing β-C-glycosides with high stereoselectivity through the reaction of 3,4-O-carbonate-D-galactal and nitroalkane with Pd(acac)₂ and 1,4-bis(diphenylphosphino)butane (DPPB) ligand at room temperature has been reported. The structures of the target compounds have been determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), high-resolution mass spectra (HRMS) and X-ray single crystal diffraction. The method has a wide range of substrates, and has good compatibility for both electron-withdrawing and electron-donating nitroalkanes. Single β-C-glycosides were obtained with high yields, which provide a reliable method for the rapid construction of C-glycoside libraries.

Key words: glycals, stereoselectivity, C-galactosides, C-glycosylation, palladium catalysis

引用此文

王兢睿, 冯永奎, 王能中, 黄年玉, 姚辉. 钯催化立体选择性合成硝基烷类β-碳糖苷[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3216-3225.

Jingrui Wang, Yongkui Feng, Nengzhong Wang, Nianyu Huang, Hui Yao. Pd-Catalyzed Stereoselective Synthesis of Nitroalkyl β-C-Glycosides[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2023, 43(9): 3216-3225.

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图/表 5

图1. 代表性的碳苷、硝基烷类药物及天然产物

Figure 1. Representative C-glycoside, nitroalkane drugs and natural products

图式1. 碳糖苷的立体选择性合成

Scheme 1. Stereoselective synthesis of C-glycosides

Entry	Catalyst	Ligand	Solvent	Yield^b^,^d/%
1	White catalyst	Xantphos	THF	N.R.
2	PdCl₂	Xantphos	THF	N.R.
3	Pd₂(dba)₃	Xantphos	THF	N.R.
4	Pd(PPh₃)₄	Xantphos	THF	N.R.
5	Pd(OAc)₂	Xantphos	THF	10
6	Pd(acac)₂	Xantphos	THF	73
7	Pd(acac)₂	—	THF	N.R.
8	Pd(acac)₂	P(Cy)₃	THF	57
9	Pd(acac)₂	^tBuXphos	THF	66
10	Pd(acac)₂	DPPF	THF	74
11	Pd(acac)₂	DPPB	THF	86
12	Pd(acac)₂	DPPB	Toluene	76
13	Pd(acac)₂	DPPB	CH₃CN	88
14	Pd(acac)₂	DPPB	CH₂Cl₂	95
15^c	Pd(acac)₂	DPPB	CH₂Cl₂	23^c
16	Fe(acac)₃	DPPB	CH₂Cl₂	N.R.
17	Co(acac)₂	DPPB	CH₂Cl₂	N.R.
18	Ni(acac)₂	DPPB	CH₂Cl₂	N.R.
19	Cu(acac)₂	DPPB	CH₂Cl₂	N.R.

表1. 半乳糖碳苷反应条件优化a

Table 1. Optimization of C-galactoside conditions

表2. 3,4-O-碳酸酯半乳烯糖与硝基烷基类化合物糖苷底物拓展研究

Table 2. Substrate scope of C-glycosides with different 3,4-O-carbonate-D-galactals and nitroalkyl compounds

图式2. 合成β-碳糖苷的可能的反应机理

Scheme 2. Possible reaction mechanisms for the synthesis of β-C-glycosides

参考文献 19

[1]	(a) Imperiali B. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17835. doi: 10.1021/ja309542q pmid: 23110333
	(b) Ma Z.; Zhang H.; Wang P. G.; Liu X.; Chen M. Oncotarget 2018, 9, 75. doi: 10.18632/oncotarget.v9i1 pmid: 23110333
[2]	Guo Y.; Qiu Y.; Sun Q.; Luo X. G. Chem. Bull. 2022, 85, 274. (in Chinese)
	(郭芸, 邱媛, 孙琦, 罗晓刚, 化学通报, 2022, 85, 274.)
[3]	Hu J.; Wu W.; Qin Y.; Liu C.; Wei P.; Hu J.; Seeberger P. H.; Yin J. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1910084. doi: 10.1002/adfm.v30.19
[4]	Yang Y.; Yu B. Chem. Rev. 2017, 117, 12281. doi: 10.1021/acs.chemrev.7b00234 pmid: 28915018
[5]	Yang G.; Schmieg J.; Tsuji M.; Franck R. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 3818. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773
[6]	Wipf P.; Pierce J. G. Org. Lett. 2006, 8, 3375. doi: 10.1021/ol0613057
[7]	Aguillon A. R.; Mascarello A.; Segretti N. D.; de Azevedo H. F. Z.; Guimaraes C. R.; Miranda L. S.; de Souza R. O. Org. Process Res. Dev. 2018, 22, 467. doi: 10.1021/acs.oprd.8b00017
[8]	Madaan T.; Akhtar M.; Najmi A. K. Eur. J. Pharm. Sci. 2016, 93, 244. doi: 10.1016/j.ejps.2016.08.025
[9]	Wu Z.; Wei G.; Lian G.; Yu B. J. Org. Chem. 2010, 75, 5725. doi: 10.1021/jo100776q
[10]	(a) Kumar L.; Jain A.; Lal N.; Sarswat A.; Jangir S.; Kumar L.; Singh V.; Shah P.; Jain S. K.; Maikhuri J. P.; Siddiqi M. I.; Gupta G.; Sharma V. L. ACS Med. Chem. Lett. 2012, 3, 83. doi: 10.1021/ml200161t pmid: 9360057
	(b) Li Y.; Liu Y.; Yang Y.; Yu F.; Liu J.; Song H.; Liu J.; Tang H.; Ye B.-C.; Sun Z. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 15474. doi: 10.1021/acsami.5b03755 pmid: 9360057
	(c) Müller J.; Schildknecht P.; Müller N. J. Antimicrob. Chemother. 2013, 68, 1781. doi: 10.1093/jac/dkt106 pmid: 9360057
	(d) Freeman C. D.; Klutman N. E.; Lamp K. C. Drugs 1997, 54, 679. doi: 10.2165/00003495-199754050-00003 pmid: 9360057
[11]	Raj M.; Mahesh S.; Adebomi V.; Muneeswaran Z. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 132, 2815. doi: 10.1002/ange.v132.7
[12]	Romney D. K.; Sarai N. S.; Arnold F. H. ACS Catal. 2019, 9, 8726. doi: 10.1021/acscatal.9b02089
[13]	(a) Isobe M.; Phoosaha W.; Saeeng R.; Kira K.; Yenjai C. Org. Lett. 2003, 5, 4883. doi: 10.1021/ol035957w pmid: 35142527
	(b) Ferrier R. J.; Overend W. G.; Ryan A. E. J. Chem. Soc. 1962, 3667. pmid: 35142527
	(c) Addanki R. B.; Halder S.; Kancharla P. K. Org. Lett. 2022, 24, 1465. doi: 10.1021/acs.orglett.2c00062 pmid: 35142527
[14]	Zeng J.; Vedachalam S.; Xiang S.; Liu X.-W. Org. Lett. 2011, 13, 42. doi: 10.1021/ol102473k
[15]	Liao J.; Liu H.; Sun J. Chin. J. Org. Chem. 2017, 37, 1382. (in Chinese) doi: 10.6023/cjoc201612031
	(廖进喜, 刘慧, 孙建松, 有机化学, 2017, 37, 1382.) doi: 10.6023/cjoc201612031
[16]	Xiong D.-C.; Zhang L.-H.; Ye X.-S. Org. Lett. 2009, 11, 1709. doi: 10.1021/ol900273d
[17]	(a) Lai M. N.; Othman K. A.; Yao H.; Wang Q.; Feng Y.; Huang N.; Liu M.; Zou K. Org. Lett. 2020, 22, 1144. doi: 10.1021/acs.orglett.9b04665
	(b) Lai M. N.; Wang Q. Y.; Hua M.; Huang N.; Yao H. Chin. J. Org. Chem. 2022, 42, 1694. (in Chinese) doi: 10.6023/cjoc202202002
	(来梦楠, 王秋圆, 华敏, 黄年玉, 姚辉, 有机化学, 2022, 42, 1694.) doi: 10.6023/cjoc202202002
[18]	(a) Wang Q.; Lai M.; Luo H.; Ren K.; Wang J.; Huang N.; Deng Z.; Zou K.; Yao H. Org. Lett. 2022, 24, 1587. doi: 10.1021/acs.orglett.1c04378
	(b) Liu Y.; Jiao Y.; Luo H.; Huang N.; Lai M.; Zou K.; Yao H. ACS Catal. 2021, 11, 5287. doi: 10.1021/acscatal.1c00225
	(c) Hou M.; Xiang Y.; Gao J.; Zhang J.; Wang N.; Shi H.; Huang N.; Yao H. Org. Lett. 2023, 25, 832. doi: 10.1021/acs.orglett.2c04379
[19]	(a) Ding W. Y.; Liu H.-H.; Cheng J.; Yao H.; Xiang S.; Tan B. Org. Chem. Front. 2022, 9, 6149. doi: 10.1039/D2QO01308H
	(b) Ding W. Y.; Zhao H.-W.; Cheng J.; Lu Z.; Xiang S.; Tan B. Org. Lett. 2022, 24, 7031. doi: 10.1021/acs.orglett.2c02881
	(c) Yao H.; Zhang S.; Leng W.-L.; Leow M.-L.; Xiang S.; He J.; Liao H.; Hoang K. L. M.; Liu X.-W. ACS Catal. 2017, 7, 5456. doi: 10.1021/acscatal.7b01630

钯催化立体选择性合成硝基烷类β-碳糖苷

Pd-Catalyzed Stereoselective Synthesis of Nitroalkyl β-C-Glycosides

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[1]	孟宪强, 杨艺, 梁万洁, 王靖涛, 张荣葵, 刘会. 钯催化联烯胺区域选择性芳基酚氧化反应[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 224-231.
[2]	王玉超, 刘晋彪, 何智涛. 钯催化共轭二烯的不对称氢官能团化[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2614-2627.
[3]	向勋, 何照林, 董秀琴. 钯和手性磷酸协同催化高效构建手性分子的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(3): 791-808.
[4]	潘康, 徐凡. 硅氨基镧化合物催化合成磷酸烯醇酯[J]. 有机化学, 2023, 43(12): 4261-4267.
[5]	孙美娇, 谭晶, 谭玉, 彭进松, 陈春霞. 钯催化3-(2-氨基嘧啶-4-基)吲哚2位C—H键芳基化反应的研究[J]. 有机化学, 2023, 43(11): 3945-3959.
[6]	熊威, 石斌, 姜烜, 陆良秋, 肖文精. 配体调控钯催化乙烯基环状碳酰胺和异氰酸酯的差异性转化[J]. 有机化学, 2023, 43(1): 265-273.
[7]	田冲, 孙奇, 王俊锋, 陈俏, 温志国, Maxim Borzov, 聂万丽. 卤素阴离子催化的立体可控炔烃碳硼化反应研究[J]. 有机化学, 2023, 43(1): 338-344.
[8]	孙奇, 孙泽颖, 俞泽, 王光伟. 镍催化炔烃的立体选择性芳基-二氟烷基化反应[J]. 有机化学, 2022, 42(8): 2515-2520.
[9]	曹成瑶, 牛亚茹, 蒋昀辰, 曲红梅, 陈超. 钯催化的氯二氟乙基高价碘试剂对于乙酰苯胺C—H键的氯二氟乙基化反应研究[J]. 有机化学, 2022, 42(7): 2098-2105.
[10]	来梦楠, 王秋圆, 华敏, 黄年玉, 姚辉. 开放体系中芳基岩藻糖/阿拉伯糖碳苷的立体选择性合成[J]. 有机化学, 2022, 42(6): 1694-1705.
[11]	石宇冰, 白文己, 母伟花, 李江平, 于嘉玮, 连冰. 钯催化C—H键官能团化形成C—X (X=O, N, F, I, ……)键的密度泛函理论研究进展[J]. 有机化学, 2022, 42(5): 1346-1374.
[12]	高娜, 初晓辉, 刘洋, 李家柱, 王进军. 焦脱镁叶绿酸的区域和立体选择性的芳(芳酰)亚甲基化及其叶绿素类二氢卟吩衍生物的合成[J]. 有机化学, 2022, 42(4): 1111-1122.
[13]	李征, 谷迎春, 徐大振, 费学宁, 张磊. 有机膦催化的[4+2]环加成反应机理的密度泛函理论研究[J]. 有机化学, 2022, 42(3): 830-837.
[14]	陈宏超, 吴奕晨, 于洋, 王鹏. 钯催化的烯烃异构化反应[J]. 有机化学, 2022, 42(3): 742-757.
[15]	孙阳星, 李彦芝, 曹燕来, 王能中, 向少华, 刘明国, 姚辉. 官能团导向立体选择性的糖苷化反应研究进展[J]. 有机化学, 2022, 42(11): 3506-3529.