（有机化学专业论文）分枝糖及胺基糖的立体选择性合成研究.pdf

摘要 摘要 本文以甲基n d 葡萄糖苷为基本原料进行分枝糖、胺基糖及其它糖的衍生物的合成 方法研究。合成了一系列2 位分枝3 位氧化吡哺糖苷，2 位偕氨基糖，d 一阿洛耱胺，内酰 胺基糖及其它糖的衍生物，建立了分枝糖，胺基糖的合成新方法。发现了吡哺糖环上的“自 动氧化一迈克尔加成”新反应，并详细阐明了反应的机理。为糖在生物活性物质及天然产 物的合成，例如壳聚酶抑止剂a l l o s a m i d i n 类似物，环烯醚萜类化合物，葸醌类抗肿瘤药 物的合成打下了基础。 一、由葡萄糖衍生的2 位氧化糖苷与丙二酸二乙酯在强碱条件下采用一锅多步法立体 选择性地合成了2 一萨分枝一3 一氧化糖苷，讨论了影响该反应的各种因素。此反应为首次发 现合成分枝氧化糖的新反应。 州隽审c h 3 0b m ； c h 2 ( c o o e t ) 2 3 0 n a ，c h 3 0 h ，a i c o o m e f 嘴 o d h o o m e 4 为研究其反应机理，在反应进行的不同阶段中止反应，分离出了两个重要的中间体y 一 丁烯酸内酯糖5 和6 ，面且得到了它们的单晶及5 和6 以2 ：3 比例的混晶。弄清了此反应 的机理，反应经历了缩合反应、自动氧化反应和l ，4 - m i c h a e l 加成、开环、脱羧等反应。 反应的主要中间体和产物都经x 一射线单晶衍射分析证实，证据充分可靠。在此基础上详细 研究了化合物5 在中性，弱碱性，弱酸性条件下的自动氧化反应规律。 卧诋器卧 3 岛0 m e 一3 旦r n 噼g o o d h 0b m e 飞；鲠c c o 竺o m e 5 o m e 4 二、以y 一丁烯酸内酯糖5 为原料，合成了一系列2 位双碳链3 位氧化吡喃糖苷，合成 方法具有条件温和，方便简单，选择性高的特点。得到了这些分枝糖的单晶及超分子化合 物，这些化合物的晶体结构对于开发利用糖资源具有重要的指导意义。将它们进行结构改 造，沿c 2 一c 3 关环，可得到环烯醚萜类化合物的基本骨架。部分分技糖经结构改造得到了 分枝核糖的衍生物，找到了这类化合物合成的新方法。所有分枝糖的结构均经x 一射线单晶 衍射证实。这些分枝糖合成方法的开发，拓宽了葡萄糖的研究开发领域，为分技糖在天然 产物及生物活性物质合成中的应用打下了良好的基础。 够 摘要 一睁 鼹 在上述这些反应过程中，同样分离得到了5 的自动氧化产物6 ，证实了这类反应是按 下列过程进行，即原料5 首先被空气氧化为6 ，而6 与碳负离子进行l ，4 - m i c h a e l 加成反 应，再经脱羧而得到最终产物。 a u t o x i d a t i o n k f 。d m a h ，移嘞f c o m o 。m e 6 三、将2 位氧化糖苷与脂肪胺反应通过羰基转位反应生成烃基取代的2 位脱氧2 位胺 基3 位氧化葡萄糖苷，将这些化合物用n a b h 。还原，立体选择性地合成了一系列脂肪烃基取 代的d 一阿洛糖胺，这类化合物是合成壳聚糖酶抑制剂a l l o s a m i d i n 类似物的手性砌块。 这种方法具有以下特点：( 1 ) 2 位氧化糖首次被用来合成d 一阿洛糖胺衍生物；( 2 ) 合成路 线短，立体选择性高。另外首次将羰基转位反应应用于d 一阿洛糖脂肪胺衍生物的合成中。 一镪。琴饿n hm 嚣9 o h m 。 o 如e 。 。 甲h ” r _ 司 r - - - c h 2 c h 2 c h 2 c h 2 c h 3 c h ，c h c m - - c h 2 c h 2 c h ( c h 3 ) 2 - c h 2 c h = c h 。2 - - c h 2 c h 2 c h 2 c h 2 c h 2 c h 3 四、将2 位氧化糖与二元脂肪胺反应合成了具有抗原虫活性的2 位偕胺基糖。 2 辱扩 守 吖 摘要 五、y 一丁烯酸内酯糖5 与碳负离子及氧负离子的反应是通过自动氧化一迈克尔加成进 行的，为了考察它与含氮亲核试剂的反应情况，让5 与不同的脂肪胺反应，结果发现它与脂 肪胺的反应是通过胺基对内酯羰基的加成，然后进行重排而进行的。利用此反应合成了一 些内酰胺基糖。并对反应机理进行了探讨。 ，碡cc o 9 强 ，儡甑“l 二坠：! 丁涉”。 5 “。 n o r = n p r o p y l n - b u t y l n - p e n t y l c y c l o h e x y l 总之，以2 位氧化糖为原料，建立了合成分枝糖，胺基糖的新方法，合成了4 0 余个结 构新颖的2 位分枝3 位氧化糖，舻脂肪烃基d 一阿洛糖胺，2 位偕氨基糖，内酰氨基糖类化 合物。这些化合物均为新化合物。其结构除由1 hn m r ，”cn m r ，h r m s ，i r 进行确证外，其 中的1 4 个化合物经x 一射线单晶衍射分析，发现了非常有意义的超分子作用，并对其超分 子结构进行了分析。在合成研究中，发现了一个新反应，弄清了它们的反应机理。 a b s t r a c t a b s t r a c t i nt h i s t h e s i s ，s e v e r a l n e wm e t h o d sf o rt h es y n t h e s i so fb r a n c h e d c h a i n s u g a r s a n d a m i n o s u g a r sf r o m2 - o x o g l u c o p y r a n o s i d eh a v eb e e ne s t a b l i s h e d s t e r e o s e l e c t i v es y n t h e s i so fa s e r i e so f2 - c b r a n c h e d c h a i ng l y c o s i d u l o s e s ，2 , 2 - b i s ( c - b r a n c h e d - c h a i n ) g l y c o p y r a n o s i d 一3 一u l o s e s ， 2 - d i a m i n o s u g a r s ，n - a l k y l 一3 - k e t o - d g l y c o p y r a n o s i d e s a n d n - a l k y l d a l l o s a m i n e s ，a s w e l la s i s u g a r - d e r i v e dl a c t a m sh a v eb e e na c h i e v e ds u c c e s s f u l l y i nt h ec o u r s eo fs y n t h e t i cs t u d i e s ，o n e n o v e lr e a c t i o n “a u t o x i d a t i o n m i c h a e la d d i t i o n ”w a sd i s c o v e r e d ，t h em e c h a n i s mo fw h i c hw a s d e f i n i t e l yr a t i o n a l i z e db yp r e s e n t i n gt h ee v i d e n c eo f i n t e r m e d i a t e s w i t hm i n o re l a b o r a t i o n ，t h e s e b r a n c h e d - c h a i n s u g a r s a n d a m i n o s u g a r s d e r i v e df r o m d - g l u c o s em a yb e t h e s y n t h o n s o f b i o l o g i c a l l y a c t i v es u b s t a n c e sa n dn a t u r a l p r o d u c t s s u c ha sc h i t i n a s ei n h i b i t o ra l l o s a m i d i n d e r i v a t i v e s ，i r i d o i d sh a v i n gt h ec y c l o p e n t a n - ( c ) 一p y r a ns t m c t u r ea sw e l la ss o m ea n t h r a q u i n o n e a n t i t u m o ra g e n t s t h e r e f o r e ，t h i sr e s e a r c hw o r ks h o w ni nt h ef o l l o w i n gl a i dt h ef o u n d a t i o n so ft h e s y n t h e s i so f n a t u r a lp r o d u c t sa n db i o l o g i c a l l ya c t i v es u b s t a n c e sf r o md g l u c o s e 1 2 - c b r a n c h e d c h a i n g l u c o p y r a n o s i d 一3 一u l o s e w a s s y n t h e s i z e ds e l e c t i v e l yb y an o v e l r e a c t i o no f2 - o x o g l u c o p y r a n o s i d ew i t hc h 2 ( c o o e t ) 2i no n e - p o t t h et e m p e r a t u r e ，s o l v e n t sa n d a i rh a v i n gm a j o ri n f l u e n c eo nt h i sr e a c t i o nw e r ed i s c u s s e d p 以等& q h o 。1 弋 3 ob a c h 2 ( c o o e t ) 2 c h 3 0 n a ，c h 3 0 h e ，倍0 。 一矿7 1 a i r o h 6 o m e 4 t ou n c o v e rt h em e c h a n i s m ，t h er e a c t i o nw a s t r a p p e da td i f f e r e n ti n t e r v a l s t w oi m p o r t a n t i n t e r m e d i a t e s ，b u t e n o l i d e - c o n t a i n i n gs u g a r s5a n d6w e r ei s o l a t e d ，a n dt h e i rs i n g l ec r y s t a l sa sw e l l t h em i x e dc r y s t a lo f5a n d6i nar a t i oo f2 ：3w e r ea l s oo b t a i n e d t h a st h er e a c t i o nm e c h a n i s m u n d e r g o e sa l d o lc o n d e n s a t i o n ，s u b s e q u e n ta u t o x i d a t i o nf o l l o w e db vl ，4 一m i c h a e la d d i t i o na st h e t h r e em a i ns t e p s ，a sd e s c r i b e di nt h ef o l l o w i n g b a s e do nt h er e s u l t s t h ea u t o x i d a t i o no f5i n n e u t r a l ，w e a kb a s i ca n dw e a ka c i d i cm e d i u mw e r ee x a m i n e di nd e t a i l 9 呱貉 3 b o a e 一- c o z p 俾粥 c o o m e 繇j3 。 4 2 as e r i e so f2 2 一b i s ( c - b r a n c h e d c h a i n ) g l u c o p y r a n o s i d 一3 u l o s e s w e r e s t e r e o s e l e c t i v e l y s y n t h e s i z e df r o mb u t e n o l i d c o n t a i n gs u g a r5r e a c t i n gw i t hv a r i o u sa c t i v em e t h y l e n ec o m p o u n d s 4 她一 阿 a b s t r a c t t h e i rs i n g l ec r y s t a l sa n ds u p r a m o l e c u l a rc o m p o u n d sw e r ea l s oo b t a i n e d ，w h i c ha r eo fg r e a t i m p o r t a n c e i nt h e a p p l i c a t i o n s t h e s e2 , 2 b i s ( c - b r a n c h e d - c h a i n ) g l u c o p y r a n o s i d u l o s e s c a nb e u s e df o rc o n s t r u c t i o no ff i v ea n ds i x - m e m b e r e dc a r b o c y c l i cr i n ga l o n gc 2 一c 3t ow h i c ht w oc h i r a l c a r b o n so f s u g a ra r ei n c o r p o r a t e dt os y n t h e s i z em o n o t e r p e n o i d p r o d u c t so f t h ei r i d o i dc l a s s s o m e o ft h e s ec o m p o u n d sw e r em o d i f i e dt og e n e r a t eb r a n c h e dr i b o s et h a tm a yb eu s e dt os y n t h e s i z e n u c l e o s i d e s a l lt h e s eb r a n c h e d c h a i ns u g a r sw e r ed e t e r m i n e db yx - r a yc r y s t a l l o g r a p h i ca n a l y s e s t h i ss y n t h e t i cm e t h o di s s i m p l ea n ds e l e c t i v e t h i ss y n t h e t i cw o r ke x p e n dt h ea p p l i c a t i o n so fl s u g a r si nt h es y n t h e s i s o f n a t u r a lp r o d u c t s 蚂张c o 产o m e n h 4 c i ，t h f ，h 2 0 d 譬 一嚏。 i n t e r m e d i a t e6w a si s o l a t e di nt h er e a c t i o n ，w h i c hi so b v i o u s l yf o r m e d b ya u t o x i d a t i o no f 5 w i t ha i r t h er e a c t i o nm e c h a n i s mc a l lb er a t i o n a l i z e di nt h ef o l l o w i n g ，5w a s a u t o x i d i z e di n l o6a t r t ，t h e ns u b j e c t e dt o1 , 4 _ m i c h a e la d d i t i o no f c a r b a n i o n sf o l l o w e db y d e c a r b o n y l a t i o n r n g 碘, c c o o m e 5 o m e a u t o x i d a t i o n 奸d 沁a n ，势琊0 o o o m e m e 6 3 n - a l k y l - d a l l o s a m i n e s w e r e s t e r e o s e l e c t i v e l ys y n t h e s i z e d b y t h er e a c t i o n o f s 巡 吼 “芰叽叽 a b s t r a c t 2 - o x o g l u c o p y r a u o s i d e w i t hv a r i o u s a l k ) ，l a m i n e s t o g i v e t h e c o r r e s p o n d i n g n - a l k y l - 3 一k e t o d g l u c o p y r a n o s i d e s a n dt h e ns t e r e o s e l e c t i v er e d u c t i o nw i t hn a b h 4 t h e s e s n - a l k y l ，d a l l o s a m i n e s a r e b u i l d i n g b l o c k sf o r s y n t h e s i s o fc h i t i n a s ei n h i b i t o ra l l o s a m i d i n d e r i v a t i v e s 础sm e t h o d o l o g yo f f e r st w oa t t r a c t i v ea n di m p o r t a n tf e a t u r e s ：( 1 ) t h ee a s i l ya v a i l a b l e 2 - o x o g l u c o p y r a n o s i d ei s f i r s tu s e da sar e a g e n tf o rs y n t h e s i so fn - a l k y l d a l l o s a m i n e sa n d ( 2 ) b o t hs t e p sf o rt h i sr e a c t i o nb e a r v e r yh i g hs t e r e o s e l e c t i v i t ys u i t a b l ef o ra l k y l a m i n e s i na d d i t i o n ，i t i i i r s te m p l o y sa “c a r b o n y lg r o u pt r a n s f e r r e a c t i o nc a u s e db yn u c l e o p h i l i ca d d i t i o no f a l k y l a m i n e s t o2 - o x o g l u c o p y r a n o s i d e p m o e c u l a 8 r _ s i e 洲v e s d 3 ，n ip nn 4 5 5 5 3 0 5 0r a i n m e n a b h 4 ，c h 3 0 hp假，q 瓣m 。 r _ 司 r _ - c h 2 c h 2 c h 2 c h 2 c h 3 c h 2 c h 2 c h 3 c h 2 c h 2 c h ( c h 3 ) 2 c h 2 c h = c h 2 - - - c h 2 c h 2 c h 2 c h 2 c h 2 c h 3 - - c h 2 c h 2 c h 2 c h 3一c h 2 c h 2 c h 2 c h 2 c h 2 c h 2 c h 2 c h 3 - c h 2 c h ( c h 3 h 4 2 - d i a m i n o s u g a r sb e a r i n ga n t i p r o t o z o o n a c t i v i t y w e r e s y n t h e s i z e db y 2 - o x o g l u c o p y r a n o s i d er e a c t i n gw i t i ld i a m i n e s 5 t h er e a c t i o no fb u t e n o l i d e c o n t a i n i n g s u g a r 5w i t hc a r b a n i o n sa n dw i t h o x y g e n n u c l e o p h i l e s ，s u c ha sh y d r o x i d ei o nu n d e r w e n ta u t o x i d a t i o n m i c h a e la d d i t i o na sd e s c r i b e da b o v e i no r d e rt oe x a m i n et h er e a c t i o no f5w i t hn i t r o g e nn u c l e o p h i l e ，a l k y l a m i n e sw e r ee m p l o y e dt o r e a c tw i t h5 v e r yd i f f e r e n tf r o mc a r b a n i o n sa n do x y g e nn u c l e o p h i l e s ，a l k ，l a m i n e sa r a c kt h e c a r b o n y lg r o u po fl a c t o n ei n s t e a do fc - 2t of o r ms u g a r - d e r i v e dl a c t a m s t h er e a c t i o nm e c h a n i s m w a sa l s od i s c u s s e d ，鹂cc o 9 强r - n o m e o 。 r 嘶。苴砖”e 5 洲。 k 、， 6 r = n - p r o p y l r l - b u 州 n - p e n 州 c y c t o h e x y l a b s 仃a c t i nc o n c l u s i o n ，s e v e r a ln e wm e t h o d sf o rs y n t h e s i so fa m i n o s u g a r s ，b r a n c h e d c h a i ns u g a r s 、柝t hn o v e ls t r u c t u r e sw e r ee s t a b l i s h e df r o m2 - o x o g l u c o p y r a n o s i d e o n en o v e lr e a c t i o nw a s d i s c o v e r i e di nt h es y n t h e t i cs t u d i e sa n dt h e i rr e a c t i o nm e c h a n i s mw a s d e f i n i t e l yc o n f i r m e d m o r e t h a n4 0n e wb r a n c h e d c h a i ns u g a r sa n da m i n o s u g a r sw e r es y n t h e s i z e da n dc h a r a c t e r i z e db y h n m r ，”cn m r ，h r m s ，i r ，o fw h i c h1 4s i n g l ec r y s t a l sw e r eo b t a i n e da n dc h a r a c t e r i z e db y x r a yc r y s t a l l o g r a p h i ca n a l y s e s 7 第一章分枝糖及氨基糖合成研究进展 第一章分枝糖及氨基糖合成研究进展 1 1 碳链分枝糖及其应用 碳链分枝糖是在糖环上引入碳链分枝而得到的糖的衍生物。众所周知，分枝糖广泛存 在于抗生素类药物，天然产物中。例如，大环内酯类抗生素兰卡霉素( 1 a n k a m y c i n ) 和红 霉素( e r y t h r o m y c i n ) 中存在有分枝糖单元c l a d i n o s e 和a r c a n o s e 。从欧芹，浮萍等植物 中分离出d - a p i o s e ，从金缕梅中分离出2 - c 一甲基一d 一核糖( h a m a m e l o s e ) 1 4 ；l a d o n i s i 研 究小组曾从细菌( p s e u d o m o n a sc a r y o p h y l l i ) 中分离出一种4 位碳链分枝糖 c a r y o p h y l l o s e ，发现它是细胞壁的组成成分5 。7 。s j d a n i s h e f s k y 和c j m a r i n g 通 过发酵得到一种具有抗菌作用的分枝糖h i k i z i m y c i m 。由于单糖是一种重要的手性源，通 过合成与结构改造可得到多种新型的手性助剂，而在糖环上引入碳链可以优化糖的不对称 环境8 - t 0 利用分枝糖将手性碳原子转移到目标分子中可以合成具有重要生物学活性的光学 纯化合物，其重要性早己受到化学家的重视。 h o h 3 c l a d i n o s e c a r y o p h y n o s e n h 2 h i k i z i m y c i a h l - 1 1 单糖及分枝糖作为手性助剂在不对称合成中的应用 由于人类对光学纯化合物的需求日益增加，开发廉价高效的手性助剂从而获得大量光 学纯化合物已成为研究的热点问题之一。糖以其含有多个手性碳原子而成为倍受亲睐的手 性源。通过合成与结构改造，由单糖可以获得多种新型的手性助剂而应用于不对称合成1 1 - 7 0 在已发表的文献中，单糖和分枝糖作为一种手性助剂被广泛应用于各类有机物的不对称合 成中。主要方法是将原料通过酯键、醚键连接到糖环上，利用糖环的不对称环境进行不对 称反应合成目标分子，然后将目标分子从糖环上脱离下来从而获得光学纯化合物。 例如： 郑州大学博士论文 j ，k a n ge la 1 ，jo r g , c h e m ，1 9 9 5 ，6 0 ，5 6 4 - 5 7 7 么。洲 在这些不对称合成中，有以下几类反应报道：( 1 ) 单糖作为手性助剂应用 4 + 2 不对称 反应( 其中包括糖与双烯相连作为双烯体l g - 2 2 ，糖与单烯相连作为亲双烯体2 3 。3 。，无环糖作 为亲双烯体3 1 - 3 4 ；( z ) 2 + 2 环加成3 5 - 3 8 ：( 3 ) 环丙烷化反应3 9 - 4 3 ；( 4 ) 偶极环加成4 , 1 - , 1 7 ：( 5 ) 1 ，4 一加成反应9 8 - 4 9 ；( 6 ) 烯醇盐的烷基化反应5 0 - 5 2 ；( 7 ) 羟醛缩合反应5 ：1 - 5 t ：( 8 ) 对c = x 键 的加成反应”“；( 9 ) 立体选择性氧化一还原反应”。1 ；( 1 0 ) 在硫和磷上的选择取代反应7 2 - 7 4 ； ( 1 1 ) 重排反应7 。”：( 1 2 ) 光化学转化”。9 ：( 1 3 ) 外消旋体的拆分8 0 - 8 2 。以糖及分枝糖作为 手性助剂已合成许多光学纯的具有药用价值的化合物。例如：p c i n t a s 以综述形式报道 了n 一氨基酸类抗生素”。在这些手性化合物的不对称合成中，手性助剂的不对称性及其性 能是合成的关键，而在糖环上引入碳链分枝是改造糖的手性环境的重要方法之一。 1 1 2 分枝糖在合成含有五、六元碳环手性砌块或生物活性物质中的应用 碳链分枝糖一般是有光学纯的单糖得到。因此可以作为手性合成子( 或手性砌块) 用 于生物学活性物质或天然产物的合成中，也可用来合成复杂天然产物的手性砌块。其中分 枝糖的重要应用之一是合成含有五元及六元碳环的光学纯手性化合物或手性砌块，概括起 来如下： 1 1 2 1 利用碳链分枝糖合成含有六元碳环的糖类化合物 ( a ) 通过碳负离子环化“ 利用碳链分枝所含活泼甲基或亚甲基与糖环上羰基在碱的作用下缩合关环。例如：z 一i t a d a n o 等人利用d 一葡萄糖衍生的3 位碳链分枝酮糖进行高碘酸氧化，这种分枝糖在弱碱 作用下沿c 一3 ，c - 4 关环生成具有a ，0 一不饱和环己酮结构的糖，这种环己酮糖是合成天 然产物p a n i c u l i d eb 的重要中间体”。 4 ，c h 3 0 h ， i ) d b u ，r e f l u x ，3 5 h ( 2 ) , a c 2 0 , 1 9 h k - i t a d a n o ，e ta 1 ，t e t r a h e d r o n ，19 9 1 ，4 7 ，7 2 5 9 9 藏蕤 第一章分枝糖及氨基糖合成研究进展 p r j e n k i n s 研究小组长期从事分枝糖的合成及利用分枝糖进行天然产物的合成研 究，他们合成分枝糖的目的之一是希望得到多官能团的光学纯五元碳环几及六元碳环合成 子，也就是将碳链分枝通过各种手段，例如羟醛缩合及逻宾逊关环反应形成五元或六元碳 环糖，然后将糖环碎裂，这样糖的两个手性碳原子就转移到碳环上，即得到多官能团的光 学纯五元碳环几及六元碳环化合物。1 9 9 1 年该小组报道了3 位碳链分枝2 位氧化糖沿c 一2 ， c - 3 缩合关环得到a ，b 一不饱和环戊酮糖的方法”。 哦氇豢等霸涎妒斡。 r = o h r = hi r = h r = o h2 1 ：2 = 9 5 ：5 。灸o c o p h 。枷一9 拇0 。 弋尺队p h a n h 邸广【慧h 口z b 啪u iu i + 试o - i r v b o n n e r t ，e t a l ，jc h e ms o c ，p e r k i nt r a n s ，1 9 9 1 ，1 2 2 5 2 r v b o n n e r t ，e ta 1 ，j c h e m s o c p e r k i nt r a n s1 1 9 9 2 2 7 3 a n b o a ，e ta 1 ，jc h e m s o c ，c h e m c o m m u n ，1 9 9 3 ，1 5 1 ( b ) 利用自由基关环”1 1 利用分枝糖碳链分枝的特殊结构产生自由基进行自由基关环是合成手性碳环的另一方 法，糖环上同时具有卤代碳链和羰基碳链，在自由基引发剂作用下能通过自由基关环而形 成碳环。f r a s e r r e i d 小组主要从事分枝糖自由基关环反应形成碳环方法的研究。1 9 8 6 年 1 0 洲人秽 。舞。-o 豪吖 郑州大学博士论文 报道了2 ，3 一位多碳链分枝糖的自由基关环反应，2 位碘代分枝在一当量n b u s n h 和催化 量a i b n 作用下c i 键均裂产生碳链自由基，该自由基与三位碳链的醛基反应而关环，均以 8 5 的收率得到六元碳环吡喃糖苷”。 r t s a n g e ta 1 ，a m c h e m s o c ，1 9 8 6 ，1 0 8 ，8 1 0 2 8 5 2 m e ( c ) 通过环加成反应 碳链分枝糖含有硝基和双键，通过1 ，3 一偶极加成可形成六元碳环糖”，如果糖环含有 双键则可作为亲双烯体与双烯发生【4 + 2 】环加成而形成六元碳环结构”；分枝糖作为双 烯体也可与亲双烯体发生【4 + 2 】环加成而构筑六元碳环，b h l i p s h u t z 等”。9 7 利用含 有双烯体的分枝糖与1 ，4 一萘醌进行环加成以8 5 的收率得到外式加成物，利用这种方法， 采用类似的反应合成了一类葸醌类抗肿瘤化合物，例如a d r i a m y c i n o n e 的合成。 b h l i p s h u t z ，e ta 1 ，t e t r a h e d r o n ，1 9 8 8 ，4 4 ，3 3 5 5 1 1 2 2 利用分枝糖合成五元碳环的糖类化合物 ( a ) 利用亲核取代反应关环 可以利用分枝链上的活泼甲基，亚甲基在碱的作用下生成碳负离子，这种碳负离子与 相邻分枝发生亲核取代反应而形成五元碳环”一。此反应对两分枝碳链有特殊要求，即 碳链具有活泼甲基或亚甲基，另一碳链具有易离去基，且关环易成五元环。h o h r u i ”曾 报道利用分枝糖2 位碳链的活泼亚甲基与5 位碳发生亲核取代关环形成含有五元碳环的糖， 这种糖经水解得到的光学纯多官能团五元碳环化合物是天然产物( + ) - - b r e f e l d i na 的 第一章 分枝糖及氨基糖合成研究进展 重要中间体。 t s o 甲m 。 时。 另外他还报道了另一分枝糖与碱反应形成的碳负离子进攻5 位和6 位碳原子分别形成 含五元，六元碳环的糖，前者是合成天然产物p r o s t a g l a n d i n s 的中间体。 + h o i i j ， ( b ) 利用自由基关环 在多碳链分枝糖的不同链上含有自由基源和自由基接受基团可发生自由基关环形成五 元碳环 o d - - 0 2 。f r a s e r r e i d 等人”和用类似前面提到的自由基关环方法，将多分枝糖用 b u s n h 和a i b n 处理，使碘代分枝的c - i 键均裂产生自由基，该自由基与相邻碳链分枝的羰 基及双键反应而关环生成五元碳环糖。 9 颊m e + 9 猕 手x o 4 6 h h 3 c 2 3 e x o 2 c n d o r s a n ge t a l ，j = a m c h e ms o a ，1 9 8 6 ，1 0 8 ，8 1 0 2 ( c ) 由环加成反应关环 1 9 8 8 年b h k i m ”4 报道了碳链分枝上的硝基与糖环双键发生1 ，3 一偶极环加成生成 一种五元碳环糖，这种糖作为手性砌块高选择性地合成了具有抗云杉蚜虫活性的化合物 1 2 郑州大学博士论文 ( + ) - - s p e c i o n i n 。k s k i m 研究小组”5 在1 9 9 2 年报道了分枝糖作为亲双烯体与环戊 二烯进行【4 + 2 】环加成，所生成的五元碳环糖然后转化为高度官能化的手性环戊烷衍生 物。从d 一阿拉伯糖( d - a r a b i n o s e ) 衍生的分枝糖的【4 + 2 】环加成反应，由于3 位醛基 的吸电子作用，分枝糖作为亲双烯体与环戊二烯加成形成两种五元碳环糖，奇怪的是醛基 处于外式的比处于内式的多，根据反应温度的不同，两者比例从2 ：1 变到4 ：1 ”6 。 c h o a ，r l = b n ，r 2 = h ；r 1 = m e ，r 2 = c h 2 0 s i m e b u + b h k i m ，e ta 1 ，t e t r a h e d r o n ，1 9 8 8 ，4 4 ，3 0 7 9 k s k i m ，e ta 1 ，t e t r a h e d r o nl e t t ，19 9 2 ，3 3 ，4 0 2 9 n ，r e h n b e r g ，e ta 1 ，j ：o r g c h e m ，19 9 0 ，5 5 ，5 4 7 7 o r l ( d ) 通过碳负离子关环 r j e n k i n s ”7 为了合成环烯醚萜类化合物，该研究小组利用3 位分枝2 位氧化糖在强 碱作用下关环缩合构筑五元碳环吡哺糖，这是环烯醚萜类天然产物骨架。 j w o o d ，e ta 1 ，c h e m s o c ，c h e m c o m m u n ，1 9 9 5 ，15 6 7 1 2 2 位，3 位碳链分枝d 一葡萄糖苷的合成 1 2 1 由氧化d 一葡萄糖苷与亲核试剂加成合成碳链分枝糖 由酮羰基与碳负离子进行亲核加成是获得分枝糖十分有效的方法之一。但由于这种反 应通常需在碱性条件下进行，而羟基部分保护或不保护的糖苷在碱性介质中不稳定。因此 在以往报道的合成方法中，糖苷的羟基都完全保护起来。2 一位氧化n d 一葡萄糖苷有高活 性的羰基，同时有优越的不对称环境，是2 一位碳链分枝糖的理想合成素材。 s w g u n n e r ”8 和j ，y o s h i m u r a ”9 等人分别报道了3 ，4 一沪异丙叉基2 一氧化甲基0 一l 一 核糖苷和3 一沪苯甲酰基一4 ，6 一伊苄基2 一氧化甲基一d 一葡萄糖苷与c h ，n o ：的亲核加成反应， 第一章分枝糖及氨基糖合成研究进展 两者给出相反的立体选择性，前者给出c h i n o 。在q 键上的动力学控制产物，而后者给出的 是c h 。n 0 。在e 键上的热力学控制产物 瑚o - - - om 氇：+ 豫 a8 s ，w g u n n e r , e ta 1 ，c h e m s o c ，1 9 7 0 ，1 4 ，1 9 5 4 a ：b = i ：3 j y o s h i m u r a 为了弄清2 位氧化n d - 葡糖苷亲核加成反应立体选择性问题，让格氏试 剂和重氮甲烷分别与这种2 位氧化糖反应，结果是格氏试剂从位阻较小的方向进攻缀基， 而得到甲基在a 键上的产物：重氮甲烷则从位阻较大的方向进攻羰基生成螺环化合物，经 l i a i h - 还原后得到甲基在e 键上的产物。对比立体选择性的差副，他解释是由于重氮甲烷从 位阻较大方向进攻，偶氮亚甲基正离子可以与1 位氧原子相互作用的结果 j y o s h i m u r ae ta l ，b u l l c h e m s o c 印n ，1 9 7 6 ，4 9 ，1 6 8 6 c a l d i t o l 是从一种嗜热耐酸病毒c a l d a r i e l l a 膜中提取出来的高碳糖，该化合物是一 种多羟基化合物。1 9 9 5 年，a ，j f a i r b a n k s 报道了合成该化合物所露中间体的制各方法， 他是利用二氧杂戊环和l d a 反应生成的碳负离子与完全保护的2 位酮糖进行亲核加成得到 的。这样就在原糖环上又引入了两个新的手性碳原子，收率为8 6 。 1 4 郑州大学博士论文 今令o b n 7 删? b 。萨o l d a ，唧，- 7 8 j f a i r b a n k sa n dp s i n a y t e t r a h e d r o nl e t t ，1 9 9 5 ，3 6 ( 6 ) ：8 9 3 c y c l o p h e l l i t o l 是一种从真菌中提取的b 一糖苷酶抑制剂，同时具有抗人体免疫缺 陷病毒( h i v ) 的活性，1 9 9 4 年，k 一i s a t o 等人在利用葡萄糖为原料进行它的全合成中有 一个重要的中间体是利用2 位氧化糖与碳负离子加成合成的。 d g l ” r 代里3 ，q o 步r f i h o o m e ! 里垒：! 坚型! t h f ，- 7 8 8 2 9 蟠蜷b 笋o m e 6 2 7 。 k 一i s a t o ，e ta l ，c h e m l e t t ，1 9 9 4 ，3 7 为了合成天然产物p a n i c u l i d eb ，k - i t a d a n o 等人利用d 一葡萄糖衍生的l ，2 ，5 ， 6 一二丙叉基3 位氧化吡喃葡萄糖与活泼亚甲基缩合得顺反两种不饱和分技糖，这两种分枝 糖不需要分离，而将此混合分枝糖进行催化加氢，p c c 氧化得3 位甲基酮碳链分枝糖，此 糖的5 ，6 位经高碘酸氧化生成的分枝糖是合成天然产物p a n i c u l i d eb 的重要中间体。 ! 竺! ! 翌! ：生! 里+ k - i t a d a n o ，e ta 1 ，b u l l c h e m s o