脫氧糖廣泛存在于生物活性天然產(chǎn)物中，不同位點(diǎn)的脫氧導(dǎo)致其分子功能和活性的顯著差異。傳統(tǒng)的脫氧糖合成方法是通過(guò)保護(hù)基策略，經(jīng)多步繁瑣的保護(hù)與脫保護(hù)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)特定位點(diǎn)脫氧；另一種更加高效簡(jiǎn)便的方法是在糖羥基特定位點(diǎn)選擇性的引入特殊保護(hù)基，隨后脫除該保護(hù)基得到相應(yīng)的脫氧糖。后者方法可以避免復(fù)雜保護(hù)與脫保護(hù)路線(xiàn)，備受合成化學(xué)家青睞。 Barton–McCombie反應(yīng)是一種經(jīng)典的脫醇羥基方法，在有機(jī)合成領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。該反應(yīng)是將醇轉(zhuǎn)化為硫代羰基中間體，然后通過(guò)自由基斷裂得到醇的脫羥基產(chǎn)物。三丁基錫烷是該反應(yīng)中常用的還原試劑，然而該試劑因具有較強(qiáng)的毒性、價(jià)格昂貴且難以從反應(yīng)體系中分離等缺點(diǎn)，難以在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，一些綠色的還原試劑（比如硅試劑等）用以代替錫試劑被不斷地開(kāi)發(fā)出來(lái)。此外，如何高效地在多羥基糖底物中選擇性的引入硫羰基酯成為該脫氧糖合成策略的關(guān)鍵。已經(jīng)開(kāi)發(fā)的方法要么使用毒性的有機(jī)錫試劑要么使用復(fù)雜的多肽類(lèi)催化劑，同樣在一定程度上限制了該方法的普適性（Fig. 1a）。最近，華中科技大學(xué)董海教授課題組發(fā)展了一系列利用廉價(jià)易得Fe(III)試劑催化的羥基選擇性保護(hù)策略，通過(guò)配體可以調(diào)控不同種類(lèi)羥基保護(hù)基的選擇性引入（Fig. 1b）。
F Fig. 1 選擇性硫羰基化策略以及Fe(Ⅲ)催化的選擇性保護(hù)策略 受上述策略啟發(fā)，武漢工程大學(xué)呂劍課題組（陳芬兒院士團(tuán)隊(duì)）實(shí)現(xiàn)了Fe(III)試劑催化糖基底物的區(qū)域選擇性硫羰基化，隨后通過(guò)有機(jī)硅試劑介導(dǎo)的Barton–McCombie脫氧反應(yīng)實(shí)現(xiàn)3-位脫氧糖的快速合成（Fig. 2）。該研究進(jìn)一步豐富了鐵試劑催化羥基選擇性功能化應(yīng)用范圍，同時(shí)為脫氧糖的高效合成提供簡(jiǎn)潔策略。 Fig. 2 Fe(Ⅲ)催化的選擇性硫羰基化以及脫氧糖合成 在最優(yōu)反應(yīng)條件下，作者對(duì)底物的適用范圍進(jìn)行了系統(tǒng)的考察（Fig. 3）。首先以含有多個(gè)仲羥基的不同構(gòu)型的糖苷（甘露糖和半乳糖為主）作為底物，以較高的分離收率得到鄰位二醇中平伏羥基被取代的產(chǎn)物，端基為甲苷、硫苷、酚苷時(shí)均表現(xiàn)出較好的耐受性。部分底物（4,5,7,13）因生成的硫羰基產(chǎn)物易受鄰位羥基進(jìn)攻而形成環(huán)狀化合物導(dǎo)致分離收率中等。對(duì)于僅裸露伯仲羥基的糖苷底物，均以大于90%的分離收率得到伯羥基被選擇性硫羰基化的產(chǎn)物。此外，未經(jīng)保護(hù)的糖苷底物也同樣適用，往往得到3,6-位羥基被雙取代的產(chǎn)物。 Fig. 3 反應(yīng)適用范圍研究 接下來(lái)，將高效獲得的硫羰基酯糖苷底物用于脫氧糖的高效合成。為了避免使用傳統(tǒng)高毒的三丁基錫試劑，作者對(duì)還原劑種類(lèi)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，借鑒已報(bào)道的常規(guī)還原試劑，發(fā)現(xiàn)當(dāng)以三(三甲基硅基)硅烷作為氫給體時(shí)，以幾乎定量的收率得到相應(yīng)位置的脫氧糖產(chǎn)物。以不同構(gòu)型和含有不同保護(hù)基的糖底物對(duì)反應(yīng)的普適性進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)一步顯示了該方法的合成應(yīng)用價(jià)值。 Fig. 4 脫氧糖合成 綜上所述，該研究探索出了一種針對(duì)順式二醇和1,3-二醇的區(qū)域選擇性硫羰基化反應(yīng)新模式，有效實(shí)現(xiàn)了多羥基糖底物的選擇性硫羰基酯基團(tuán)取代。在此過(guò)程中，僅需將FeCl3與兩倍量的Hbtfa (苯甲酰三氟丙酮) 配體在反應(yīng)體系中簡(jiǎn)單混合，在堿的作用下可以原位生成Fe(btfa)3，從而規(guī)避了繁瑣的催化劑預(yù)制備步驟。因此，該方法具有催化體系綠色經(jīng)濟(jì)、反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。在后續(xù)的脫氧反應(yīng)中，選擇了更加綠色的(TMS)3SiH試劑來(lái)取代毒性的有機(jī)錫試劑，讓該策略更加符合環(huán)境友好型化學(xué)的理念，展現(xiàn)了較好的工業(yè)應(yīng)用前景。 論文信息 Synthesis of Deoxy Pyranosides Via Fe(III) Catalyzed Regioselective Thiocarbonylation of Partially Protected Carbohydrates Jie Zhao, Xiaorui Zhang, Qichang Yang, Haifeng Wang, Shuang-Xi Gu, Qiongjiao Yan, Jian Lv, Fen-Er Chen European Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ejoc.202400512
