作者：陆家湘&郑添裕
引言
近日，国际化学领域顶级期刊 Journal of the American Chemical Society（JACS） 在线发表题为 “Confined Acids Catalyze a Broadly Applicable β-Selective O-Glycosylation” 的研究论文。该团队发展了一类 高酸性、受限空间的 IDPi 催化体系，成功实现了广泛适用的 β-选择性氧-糖苷化反应。该方法可适用于2-脱氧葡萄糖（2-deoxyglucosylation）、葡萄糖（glucosylation）和甘露糖（mannosylation）等多类底物，并能够构建 (1,1)、(1,2)、(1,3)、(1,4) 和 (1,6) 等多种常见连接形式，展现出良好的底物普适性、反应收率和 β 选择性。该工作由陆家湘与郑添裕共同第一作者完成。两人共同在2021年诺贝尔化学奖得主 Benjamin List 教授课题组开展并完成这项研究。其中，陆家湘为南方科技大学2019届本科毕业生，郑添裕为南方科技大学深圳格拉布斯研究院与化学系双聘副教授
“Confined Acids Catalyze a Broadly Applicable β-Selective O-GlycosylationClick to copy article link
Jiaxiang Lu, Tianyu Zheng, Satoshi Matsutani, Nobuya Tsuji, Chendan Zhu, Markus Leutzsch, Benjamin List*
J. Am. Chem. Soc.2026, DOI : 10.1021/jacs.6c01167
正文：
糖类化合物广泛存在于生命体系中，在能量储存、细胞识别、结构支撑以及药物开发等过程中发挥重要作用。糖分子之间通常通过糖苷键连接，而糖苷键的空间构型往往会直接影响分子的结构和功能。因此，如何高选择性地构建特定构型的糖苷键，一直是有机合成和糖化学中的核心问题。尤其是 β-选择性氧-糖苷化，由于其在热力学和反应路径控制上的复杂性，长期以来都是该领域最具挑战性的方向之一。
在已有研究中，较为通用的 β-选择性糖苷化方法多依赖 SN2-like 反应路径，但反应中往往会伴随 SN1-like 过程竞争，从而削弱立体选择性。针对这一难题，该研究发展了一类 高酸性、受限空间的 IDPi 催化体系，成功实现了广泛适用的 β-选择性氧-糖苷化反应。该方法可适用于2-脱氧葡萄糖（2-deoxyglucosylation）、葡萄糖（glucosylation）和甘露糖（mannosylation）等多类底物，并能够构建 (1,1)、(1,2)、(1,3)、(1,4) 和 (1,6) 等多种常见连接形式，展现出良好的底物普适性、反应收率和 β 选择性（图一）。
图一：底物适用范围（图片来源JACS）
作者还进一步对反应机理进行了系统阐明。作者首先通过对照实验发现，不同构型的糖基供体在标准条件下能够得到接近的产物选择性，这说明反应更符合汇聚型 SN1-like路径的特征（图二 A）。随后，平行二级 H/D 动力学同位素效应实验测得 kH/kD = 1.20 ± 0.02，支持反应过程中存在与氧鎓正离子特征一致的正电荷发展（图二 B）。与此同时，DFT 计算进一步表明，受体从中间体的 β 面进攻在能量上更有利，这与实验中观察到的高 β 选择性高度一致（图二 D）。实验结果与理论计算彼此印证，共同支持了该反应可能经过 SN1-like 机理 并由催化剂受限空间实现立体控制的结论。
图二：机理研究（图片来源JACS）
该研究展示了受限酸催化在复杂糖苷键立体选择性构建中的新潜力，也为糖化学方法学发展和未来复杂糖分子的精准合成提供了新的思路。
课题组招聘
南方科技大学郑添裕课题组欢迎本科生、科研助理以及博士后加入。课题组主要从事核酸化学研究，聚焦基于反应机理设计新型有机催化剂，发展核酸定向修饰新方法。欢迎对有机化学有兴趣、具有团队精神的同学和青年学者加入。联系邮箱：zhengty3@sustech.edu.cn
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