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糖类,广泛存在于自然界并且在生物系统中发挥重要的作用,已成为化学和生物学研究的热点。细胞、病毒表面的糖链参与了重要的生命过程,因而寡糖和糖缀合物对于解决癌症、病毒感染和自身免疫疾病等重大健康问题具有十分重要的意义。然而,糖生物学研究的“瓶颈”是难以从动植物中分离提取到大量纯净、结构明确的寡糖。在很多情况下,化学合成被证明是解决这一问题唯一的途径。本论文主要研究具有重要生理功能的硫酸化寡糖和海星皂甙的合成,通过发展高效的合成策略和方法,我们实现了目标分子及其类似物的高效、高立体选择性的合成,并解决了合成过程中遇到的诸多难题。 第一部分:具有抗炎活性的海星皂甙astrosterioside A的首次全合成 Astrosterioside A是由Kim小组在2013年从越南海星(A.monacanthus)中分离得到的~种硫酸化的海星皂甙,初步的生物活性研究表明它具有显著的抗炎活性(IC50=3.17μM)。通过发展正交保护的合成砌块和汇聚式的组装策略,我们从商品化的原料出发,以共计74步,最长线性24步,6.8%的总收率而高效、高立体选择性地实现了astrosterioside A的首次全合成。整条合成路线简洁、高效,其中的关键反应有:1)HWE烯化反应构建甾体C17位侧链;2)木糖的C4-OH区域选择性糖苷化反应高效组装四糖砌块;3)金催化的糖苷化反应实现六糖链与甾体甙元的汇聚式组装。此外,我们还合成了6个astrosterioside A的系列物用于深入研究这类具有独特结构的海星皂甙的生物活性和药理作用。 第二部分:肝素酶底物寡糖模拟物的合成研究 肝素和硫酸肝素是一类含有GlcN-α-(1→4)-GlcA/IdoA二糖重复片段的硫酸化糖胺聚糖,在许多生理、病理过程中发挥重要作用。我们利用C6大位阻TBDPS保护的2-叠氮葡萄糖给体和糖醛酸受体直接糖苷化反应,在优化的条件下,实现高效、高立体选择性地构建了肝素类寡糖中极具挑战性的α-糖苷键。运用模块化的合成策略,一系列的单糖、二糖给体与糖醛酸受体糖苷化都能以良好的收率,α专一性地组装得到三糖、四糖。具有正交保护基的肝素寡糖经过水解酰基和甲酯,还原叠氮,O,N-硫酸化修饰和氢化脱除Bn等操作,我们最终合成了7个肝素酶底物寡糖模拟物。上述合成的肝素类寡糖模拟物将用于研究肝素酶的底物专一性,同时建立一个肝素酶活性的定量分析方法。