近日，山东大学国家糖工程技术研究中心彭鹏教授团队在光催化糖苷化领域取得新进展，在国际核心期刊Green Chemistry（中科院JCR一区，五年IF：9.8）发表了题为“Photoinduced 1,2-cis Glycosidation with Catalytic Amounts of NIS: Minimizing the Requirements for Donor Activation and Additive Dependent Anomeric Stereocontrol”的研究工作（原文链接：https://doi.org/10.1039/D5GC01243K）。博士生吕剑伍和硕士生邱永顺为论文的共同第一作者，团队青年教师李天路、德国Konstanz大学Richard Schmidt教授和彭鹏教授为该论文的共同通讯作者。山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。

糖类物质在生命过程中发挥着至关重要的作用。开发有效的化学策略以获取结构明确的糖类物质，对深入理解其在健康与疾病状态下的功能机制具有重要意义。因此，发展高效、温和且绿色可持续的催化合成方法，力求以最少的试剂消耗和合成步骤实现目标糖质的精准构建，不仅能够显著提升合成效率，而且能够大幅拓展结构明确糖类物质的获取途径，从而驱动糖生物学基础研究和应用转化，具有重要的科学意义与应用价值。

立体选择性糖基化方法是糖化学合成领域的核心研究内容。其中，1,2 -顺式糖苷键的构建是一个亟待解决的重要挑战。尽管目前已开发出许多巧妙的策略，但往往需要特定的保护基团或导向基团，操作步骤繁杂，整体合成效率低下。因此，建立通用性的合成方法更具吸引力。本课题组致力于发展新型1,2-顺式立体选择性糖基化方法（CCS Chem. 2024, 6, 403-414；J. Org. Chem. 2024, 89, 804-809），在本研究中，我们进一步发展了一种高效且实用的可见光诱导糖基化方法，该方法以 O-糖基（葡萄糖、半乳糖、木糖等）三氯乙酰亚胺酯为供体，廉价易得的碘代丁二酰亚胺（NIS）为催化剂，通过LED蓝光照射，原位生成催化量的碘化氢（HI），进而活化糖基供体，生成关键的碘代糖苷中间体，最终高选择性地合成了具有挑战性的1,2-顺式糖苷键。

图1. 光催化构建1,2-顺式糖苷键方法

图2. α-葡聚糖四糖的高效合成

这一方法为立体选择性合成1,2-顺式糖苷键提供了一种高效且便捷的通用策略。该方法具有广泛的底物适用性，能够兼容带有多种官能团的糖基供体和糖基受体，而且反应体系高度简洁，仅依赖催化量的NIS和蓝光照射即可驱动，无需额外添加光敏剂、化学添加剂或安装辅助导向基团，极大简化了操作流程，降低了成本。该方法已成功应用于具有重要生物意义的α-葡聚糖四糖的高效合成，充分验证了其在复杂寡糖分子构筑中的实用性和可靠性。

团队进一步进行了反应机理的探究。通过端基异构化实验、核磁共振波谱实验和密度泛函理论（DFT）计算等途径，推测了可能的反应机制。

图3. 光催化糖苷化反应机制

综上所述，本研究建立了一种高效绿色、操作简便的糖基化方法，拓宽了立体选择性糖基化方法的多样性。该方法无需使用化学计量或过量的促进剂、特殊的离去基团、复杂的供体活化剂或金属参与，也无需任何用于端基立体控制的辅助添加剂和配体等。我们所开发的光催化糖苷化方法作为一种可持续、绿色、高效的1,2-顺式糖苷键构建策略，为复杂碳水化合物的化学合成提供了可行的替代方案。

彭鹏教授团队长期致力于新型糖化学方法的开发和复杂寡糖天然产物的高效制备，研究成果发表在ACS Catalysis、CCS Chemistry、Organic Letters等国际学术期刊，并得到国家自然科学基金、山东省泰山学者计划、山东大学齐鲁青年学者等项目的大力支持。