2021年5月27日
环糊精的精确异功能化是环糊精化学中一个众所周知的瓶颈。事实上，尽管环糊精的许多应用都依赖于其多功能化，但现在普遍采用随机功能化，而不是区域选择性方法，这仍然被认为是一项具有挑战性的任务。的确，由于存在多个等价的OH基团，仅仅是b-环糊精的7个主羟基，与7种不同的反应性试剂进行随机反应，据统计会产生117655个不同的分子混合物，从7次带有相同取代基的分子到720个带有7种不同取代基的分子。
Matthieu Sollogoub和他的团队[1]已经实现了合成一个带有7种不同化学功能的b-环糊精，每个糖单元上都有一个，这一成就可以说是这个化学的圣杯。要做到这一点，他们依靠的是他们已经开发了相当长一段时间的基于二异丁基氢化铝（DIBAL-H）诱导的区域选择性去苄基化的策略。
他们发现，硫代酯可以作为DIBAL-H的定向基团，而且硫代酯在反应条件下是惰性的。非常有趣的是，由于糖的数量是奇数，去苄基化反应是区域选择性的，并且发生在第三个糖上，从带有SAc基团的糖开始，以逆时针方向进行，因此SAc b-环糊精被选择性地转化为硫醇。这个简单的事实使Sollogoub和他的小组意识到，他们可以通过一个非常简单的算法达到圣杯：七分化的b-环糊精：从硫代乙酸环糊精开始，DIBAL-H反应，保护硫醇，将OH转化为硫代乙酸，重复这个过程，直到达到七分化。事实上，如图所示，这种算法的5个连续回合导致形成一个具有4个不同硫醚、一个硫醇、一个苄基醚和一个羟基的b-环糊精。
七分化环糊精现在可能不会给环糊精带来新的应用，但这项工作中提出的合成策略和实际解决方案为社会提供了广泛的可能性。仅在这项工作中，就合成了18种不同的四分化b-环糊精、3种五分化环糊精和3种六分化环糊精。我们现在还可以想到Sollogoub小组开发的所有反应所提供的许多组合：串联反应叠氮化物还原/脱苄化，硫酯还原/脱苄化，桥接策略，人们可以设想出许多不同的环糊精功能化模式。
J. Liu, B. Wang, C. Przybylski, O. Bistri-Aslanoff, M. Ménand, Y. Zhang, M. Sollogoub (2021) Programmed Synthesis of Hepta-Differentiated β-Cyclodextrin: 1 out of 117655 Arrangements. Angewandte Chemie 60, 12090-12096. https://doi.org/10.1002/anie.202102182
Selected references of other regioselective functionalizations by the Sollogoub group:
-Chemical clockwise tridifferentiation of α– and β-cyclodextrins : Bascule-bridge or deoxy-sugars strategies, O. Bistri, P. Sinaÿ, J. Jiménez Barbero, M. Sollogoub, Chem. Eur. J. 2007, 13, 9757
-Regiospecific Tandem Azide-Reduction/Deprotection To Afford Versatile Amino Alcohol-Functionalized a- and b-Cyclodextrins, S. Guieu, M. Sollogoub, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7060
-An “Against-the-Rules” Double Bank Shot with Diisobutylaluminium Hydride allows Triple Functionalisation of a-Cyclodextrin,E. Zaborova, M. Guitet, G. Prencipe, Y. Blériot, M. Ménand, M. Sollogoub, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 639
-Site-selective hexa-hetero-functionalization of a-cyclodextrin an archetypical C6-symmetric concave cycle, B. Wang, E. Zaborova, S. Guieu, M. Petrillo, M. Guitet, Y. Blériot, M. Ménand, Y. Zhang, M. Sollogoub Nature Comms. 2014, 5, 5354
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