新加坡国立大学的研究团队开发出一种创新的“封端-偶联”策略,通过光催化技术将天然糖类物质直接转化为C-杂芳基糖苷化合物。这项技术简化了这类在药物和疫苗研发中具有重要价值的分子合成过程。

该研究由新加坡国立大学化学系许明儒副教授与药学院陈俊荣教授共同主导,相关成果已发表于《自然·合成》学术期刊。C-杂芳基糖苷广泛存在于多种具有生物活性的药用分子中,并在开发针对COVID-19等疾病的mRNA疫苗中发挥关键作用。
传统合成C-杂芳基糖苷的方法通常需要多步反应,涉及羟基的保护与脱保护过程,并使用条件苛刻的化学试剂,导致合成效率较低且难以实现规模化生产。许明儒副教授指出:“通过直接形成碳-碳键将天然糖与氮杂芳烃结合,是制备C-杂芳基糖苷和创造新型功能分子最具前景的途径。”
研究团队提出的光催化封端-偶联策略通过在糖分子异头位进行暂时性封端处理,选择性激活反应位点,生成稳定的氧化还原活性中间体。随后在光催化条件下,该中间体与含氮芳香族化合物通过碳-碳键形成实现连接。这一反应路径与现有糖类激活的光化学方法存在显著差异。
该方法能够高效地将多种单糖和多糖与不同结构的含氮芳香族化合物进行偶联。实验测试显示,部分合成的C-杂芳基糖苷表现出显著的生物活性,其中一种化合物抑制糖原分解的效果达到其母体糖骨架的114倍,显示出在代谢调节和治疗应用方面的潜力。
许明儒副教授补充道:“这项光催化封端-偶联技术为复杂分子的后期糖基化修饰以及新型功能性碳水化合物的构建提供了有效工具。”目前研究团队正在拓展该策略的应用范围,致力于合成更多具有生物医学价值的碳水化合物衍生物。
该研究成果以“未保护糖与N-杂芳烃的光催化偶联”为题发表于《自然·合成》2026年刊,DOI编号为10.1038/s44160-025-00980-8。









