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一个醛分子的三级跳:铑催化三重羰基化,一步造出四碳糖

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一个醛分子的三级跳:铑催化三重羰基化,一步造出四碳糖

从简单醛直接构造结构确定的糖类,是有机合成几十年的硬骨头。10 月 7 日《自然·化学》报道一种铑催化三重羰基化级联反应:多种醛一步转化为 4-羧基苏糖呋喃糖,为富氧骨架的模块化组装打开新路。

级联。Shen 等人用铑催化,让一氧化碳在同一底物上连续插入三次——三步羰基化一次完成,把多样的醛直接转化成结构确定的 4-羧基苏糖呋喃糖(threofuranose,苏糖的呋喃环形式,一种四碳糖骨架)。一次反应同时解决"碳链延长"和"关环成糖"两件事,中间体不分离。

图1:一锅之内的三级跳——醛与三个一氧化碳经铑催化级联,一步得到四碳糖骨架

图1:一锅之内的三级跳——醛与三个一氧化碳经铑催化级联,一步得到四碳糖骨架

这个策略的分量不在某一个产物,而在"模块化平台"四个字。醛是商业上最易得的原料类别之一;羰基化是工业上验证最充分的碳-碳键构建反应之一。把两者用级联的方式接起来,等于给富氧骨架(糖、糖苷、以及更复杂的天然产物片段)的组装提供了一套通用语法。论文把它定位为"克服迭代羰基化长期挑战",为组装含氧丰富的分子骨架建立了模块化平台。

图2:迭代法(左,步数滚雪球、收率被乘法吃掉)与级联法(右,一次反应)的路线对比

图2:迭代法(左,步数滚雪球、收率被乘法吃掉)与级联法(右,一次反应)的路线对比

对做合成的读者,值得注意的还有方法论:当"一步步砌"走到尽头时,"让多个键形成事件在同一锅里有顺序地发生"往往是突破口。级联反应把收率从乘法变加法,也把操作次数降到最低。

图3:模块化平台——换一种醛就换一种糖骨架,富氧分子组装的

图3:模块化平台——换一种醛就换一种糖骨架,富氧分子组装的"通用语法"

糖分子在药物里越来越常见——把糖骨架的合成门槛打下来,受益的不只是糖化学本身。 ---

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