Chem. Eur. J. :新型葡聚糖“淀粉纤维素”的立体选择性合成

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葡聚糖是地球上含量最丰富的生物材料,由d-葡萄糖通过不同区域和立体化学的糖苷键连接而成,而糖苷键立体构型的差异会直接影响葡聚糖的结构与功能。纤维素是β-(1→4)糖苷键相连接的葡聚糖,呈现延伸和棒状构象,平行链之间的氢键使其具有高抗拉强度,是植物细胞支撑材料。作为纤维素的立体异构体,直链淀粉以α-(1→4)糖苷键相连接,具有疏水性内腔的螺旋状结构,可以容纳碘和脂肪酸以形成螺旋包合物。有趣的是,α/β-(1→4)糖苷键交替连接的葡聚糖在自然界中尚未发现,也没有被化学家合成和研究。


近日,俞飚团队报道了一种新型的α/β-(1→4)糖苷键交替连接的葡聚糖——“淀粉纤维素”的合成。这种新型的葡聚糖具备淀粉与纤维素的特征连接方式,然而其构象更接近纤维素的条带状结构而非淀粉的螺旋结构,具有作为新型材料物质和生物功能分子的研究潜力。



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为此,俞飚团队的杨馥竹博士等开发了一种高效的立体选择性糖苷化新策略,使用相同的芳基三氟乙酰亚胺酯糖基给体,以TMSNTf2作为单一催化剂,采用醚类溶剂高效构建α-糖苷键,腈类溶剂高效构建β-糖苷键。利用此方法,分别采用线性与汇聚式两种合成策略实现了α/β-(1→4)糖苷键交替连接的“淀粉纤维素”的高效合成。


意大利那不勒斯费德里科二世大学的Alba Silipo课题组研究了“淀粉纤维素” 16糖的溶液构象。通过核磁共振发现与分子力学和动力学模拟发现,“淀粉纤维素”在水溶液中有着和纤维素更加相似的伸展型带状构象,而不同于淀粉的螺旋构象。

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此次合成的“淀粉纤维素”结构新颖,为葡聚糖的结构和功能研究提供了新的研究思路;所开发的立体选择性糖苷化体系使得聚糖的立体选择性合成更加简洁高效,具有应用前景。

文信息

Synthesis of Unprecedented α/β-Alternate (1→4)-Glucans via Stereoselective Iterative Glycosylation

Dr. Fuzhu Yang, Yishan Sun, Prof. Dr. Peng Xu, Prof. Dr. Antonio Molinaro, Prof. Dr. Alba Silipo, Prof. Dr. Biao Yu

本研究获得国家重点研发计划(2022YFA1304700)、基金委(22031011, 22177125 & 92253301)、中国科学院(ZDBS-LY-SLH030)、中科院青年创新促进会(2020258)等项目的支持。


Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202300659




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