近日，国家糖工程技术研究中心彭鹏教授团队的最新研究成果“Catalytic Regioselective Benzoylation of 1,2-trans-Diols in Carbohydrates with Benzoyl Cyanide: The Axial Oxy Group Effect and the Action of Achiral and Chiral Amine Catalysts”（糖基模块中1，2-反式邻二羟基的区域选择性酰化：直立键烷氧基效应及手性/非手性催化剂效应）在ACS Catalysis发表（中科院JCR期刊1区，最新IF：12.350，五年IF：12.741）。彭鹏教授和德国Konstanz大学Richard Schmidt教授为该论文的共同通讯作者，团队青年教师李天路、博士生李彤和德国Konstanz大学Michael Linseis博士为该论文的共同第一作者。山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。

    糖是自然界存在的四类生物大分子之一。其天然结构非常复杂，化学制备也极具挑战。难点之一在于，糖类是一种多羟基的化合物，不同羟基之间的反应活性较为接近。为了实现特定位点的糖链延伸或功能基团修饰，则需要对其他活性位点羟基采用临时保护基团保护。如何高效地引入保护基是糖化学中的一大难题。彭鹏教授团队基于这一科学问题，发展了氢键介导的、高区域选择性酰化反应（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 6002；Org. Lett. 2018, 20, 3862），实现了半乳糖、甘露糖、岩藻糖等常见糖基模块的高效制备。然而，对于结构高度近似的、“假化学等价”（pseudohomotopic）的邻二羟基，例如a-半乳糖的2位和3位羟基，如何选择性地酰化其中一个位点，仍然是个难题。

    彭鹏教授团队在前期工作基础上，利用直立键烷氧基效应，实现了该直立键烷氧基相邻的羟基位点的专一性酰化反应。进一步发现，对于各自具备直立键烷氧基的（“假化学等价”的）反式邻二羟基，例如a-半乳糖的2位和3位羟基，可以借助手性试剂的效应进行区分：以BzCN为酰化试剂的条件下，催化量的奎宁类生物碱显著诱导了3-位羟基的酰化反应，而手性硫脲类催化剂的引入则呈现了逆转的趋势，以2-位羟基酰化产物为主要产物。这一催化剂效应进一步得到了计算化学的支持：通过密度泛函理论（density functional theory，DFT）对化学反应势能的计算，验证了（S,S）-构型的手性硫脲催化剂是通过双-氢键的作实现a-半乳糖2-位羟基的选择性酰化。

    上述工作得到了国家重点研发计划（2018YFA0902000）、山东省重点研发计划（2019GSF108125）、国家自然科学基金（21977063,21907056和21702125）、山东大学齐鲁青年学者项目的支持。

    文章链接：https://doi.org/10.1021/acscatal.0c02112